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16.10.1981 - 

Regelungstechnische Struktur eines logistischen DV-Konzepts:

Des Pudels Kern sitzt im Hochregal-Lager

Zwischen kommerziellen Funktionen wie Material-Planung, Fertigwarendisposition oder Kostenrechnung und der Steuerung physischer Prozesse besteht häufig datentechnisches Niemandsland. So ist eine Vielzahl von Insellösungen bekannt, bei denen Mini-Rechner abgeschlossene Bereiche wie Hochregallager steuern, ohne daß die dort verfügbaren Daten den überlagerten Systemen zugänglich gemacht werden. Ein geschlossenes logistisches DV-Konzept und dessen Realisierung beschreibt dieser Bericht.

Als Tochter des weltweit operierenden Konzerns Richardson stellt die deutsche Richardson GmbH in Groß-Gerau pharmazeutische Produkte und Körperpflegemittel her. Wick, Oil of Olaz, Miltan, Kukident sind einige der Produkte, durch die Richardson in Deutschland bekannt ist. 1963 in Deutschland gegründet, erzielte das Unternehmen im Geschäftsjahr 79/80 bereits über 300 Millionen Mark Umsatz. Zu diesem Erfolg trug wohl auch der Grundsatz bei, daß ein effektives und erfolgreiches Marketing ein hochwertiges logistisches Instrumentarium voraussetzt.

Kern dieses logistischen Instrumentariums ist im behandelten Fall das Hochregallager. Auf zirka 17 600 Palettenplätzen lagern Rohmaterialien, Halbfertigprodukte und Fertigwaren, soweit ihre Lagerung untereinander verträglich ist.

Das Lager hat

- die Funktion einer Quarantäne-Station für Rohmaterialien und produzierte Materialien

- die Funktion eines Zwischenlagers für Halbfertigwaren

- die Funktion eines Fertigwaren-Verteilzentrums.

Wegen der kurzen Transportwege zwischen Hochregallager und Funktionsbereichen wie Wareneingang, Produktion und Versand wird das produzierte Material auch in Zwischen stufen (Bulk, vorkonfektionierte Ware) an das Hochregallager abgeliefert, wenn diese als Vorprodukte für die folgende Produktionsstufe nicht unmittelbar benötigt werden.

Abgesehen von Gesichtspunkten wie Ordnung und Übersichtlichkeit hat die Übergabe des produzierten Materials auch einen organisatorisch/datentechnischen Grund: Mit der Übergabe ans Hochregallager ist die Einbuchung des produzierten Materials in das Bestandsführungssystem verbunden. Damit können Qualitätskontrolle, Material-/Fertigungsplanung oder die Fertigwarendisposition über das produzierte Material verfügen. Die Kopplung zwischen physischem Materialfluß, Bestandsfortschreibung, Aktualisierung kommerzieller DV-Funktionen ist ein Kennzeichen des datentechnischen Konzeptes, das umgekehrt auch Lagerund Transportkapazitäten disponierbar macht.

Als 1978/79 die Planer von Richardson die Erweiterung des bestehenden Hochregallagers anvisierten, stellte sich die Frage nach der Art der Bestandsverwaltung im Hochregallager. Der bestehende Teil wurde bis zu diesem Zeitpunkt über Lochkarten gesteuert. Nun rechtfertigte allein die Erweiterung des Hochregallagers von 7600 auf 17 600 Palettenplätze nicht die Einführung eines eigenen Rechners für Bestandsführung und Ablaufsteuerung im Hochregallager. Denn Investitions- und Betriebskosten dieses zusätzlichen Systems ergeben eine höhere finanzielle Belastung, als es dem personellen Mehraufwand entsprechen würde.

Die Wirtschaftlichkeit resultiert aus dem systemtechnischen Ansatz. Lagerbereiche wie Konventionelles Lager, Schüttgutlager, Kommissionierlager sind infolge der Art der Lagerung und des mehr oder weniger ungehinderten Zugriffs schwieriger zu verwalten als das Hochregallager. Außerdem ist eine auf das Hochregallager beschränkte Bestandsübersicht häufig wertlos. Daraus erfolgt die Zielsetzung, alle Lagerbereiche in das Bestandsführungssystem einzubinden.

Das Mehrlagermodell erfordert eine Klassifizierung der Lagerorte nach

- statischen und

- temporären

Beständen. Hierzu folgende Anmerkung: Inwieweit ein Datenverarbeitungssystem von den Anwendern akzeptiert wird, hängt wesentlich vom Mehr- oder Minderaufwand ab, den das System im betrieblichen Ablauf verursacht. Die konventionelle Art der Realisierung von Mehrlagermodellen geht von jeweils einer Transaktion mit dem vorgeschalteten Dialog aus, wenn eine Lager-/Transporteinheit von einem Lagerort auf einen anderen umgebucht wird. Theoretisch mußte zum Beispiel der Verbrauch einer Lager-/Transporteinheit in der Produktion durch einen Dialog dem Bestandsführungssystem mitgeteilt werden.

Um insbesondere bei großen Produktionslinien diesen Mehraufwand zu vermeiden, werden in Lagerbereichen wie zum Beispiel Werkstattlager, in dem die Bestände der Produktion zusammengefaßt sind, die Bestände pro Lagerort (nicht pro Transport oder Lagereinheit) geführt Im Gegensatz zu den real vorhandenen Beständen der statischen Lagerorte wird erst zum Zeitpunkt des Abschlusses eines Produktionsauftrages, der mit der Materialabrechnung gegeben ist, das verbrauchte Material erfaßt und der reale Bestand abgeglichen.

Die GMP-Regeln (GMP - Good Manufacturing Practice) prägen in der pharmazeutischen Industrie den Produktionsprozeß, die Qualitätskontrolle und generell den Umgang mit Material. Sie stellen auch den Organisator vor vielfältige Probleme, insbesondere durch die Einführung einer Chargen-bezogenen Bestandsführung. Eine Teilelieferung, eine Lieferung in Lot, die Mischung eines Kessels, die Fertigung eines Tages oder innerhalb einer Zeiteinheit oder die Menge eines Produktionsauftrages bilden eine Charge, der eine Chargen-Nummer zugeordnet wird. Die Charge ist die Untermenge eines Materials. Sie muß als eigenständige Identifizierungsmerkmal geführt, verwaltet, dokumentiert werden. Abgesehen von der operativen Behandlung einer Charge zum Beispiel durch die Qualitätskontrolle, dient eine Chargendokumentation zur Chargenverfolgung, das heißt, zum Nachweis, welche Fertigwaren-Chargen aus welchen Chargen der Vormaterialien bestehen beziehungsweise welche Charge, in einer Fertigware verwandt wurde.

Qualitätskontrolle, Verfalldatum

Die GMP-Regeln wirken sich besonders auf Qualitätssicherung und -kontrolle aus. Generell erhält jedes eingehende oder produzierte Material zunächst den Status "in Untersuchung". Dieser Status schützt vor dem weiteren datentechnischen Zugriff. Da das Hochregallager nicht zugänglich ist und damit Quarantäne-Eigenschaften hat, ist mit der datentechnischen Blockierung auch der Schutz vor physischem Zugriff verbunden. Der QC-Status wird ausschließlich vom Beauftragten der Abteilung Qualitätskontrolle gesteuert.

Aus "Datum der ersten Einlagerung" und dem "Freigabezeitraum" errechnet sich das Verfalldatum, dessen strikte Beachtung ebenfalls zu den GMP-Regeln gehört.

Rückkopplung der ist-Daten

Auf der Seite der Materialdisposition entspricht dem QC-Status der Verfügbarkeits-Status. Sperrung von Material (zum Beispiel für permanente Inventur) oder Zuordnungen (zum Beispiel Produktionsaufträge) können über diesen Status realisiert werden.

Die Schwächen der im Prinzip hoch entwickelten und leistungsfähigen Materialplanungssysteme liegen in ihrer unflexiblen Reaktion auf kurzfristige Änderungen im Bedarf, bei Fehlbeständen, Verbrauchsabweichungen, Überschußmengen an Vormaterialien oder kurzfristigen Maschinenausfällen. Der Grund dafür liegt in der mehr oder weniger großen Zeitdifferenz zwischen Auftreten einer Störgröße und deren datentechnischen Erfassung beziehungsweise Verarbeitung. Somit verfügt der Disponent häufig über Dateninhalte, die dem realen Stand nicht voll entsprechen, das heißt, er muß die Abweichungen hineinrechnen beziehungsweise die Auswirkungen der Störgrößen manuell analysieren.

Die Integration eines Steuerungsinstruments für den Materialfluß in die dispositive Ebene der Planungssysteme schafft die Voraussetzung für eine erheblich schnellere Reaktion auf Ereignisse, zum Beispiel Wareneingänge, Ablieferung beziehungsweise Freigabe von Fertigwaren und auf Störungen in Form von Bestands- oder Verbrauchsabweichungen.

Abstrahiert man die Aufgabenstellung, so ist ein technischer Prozeß (automatisierte Lagerung) in einen physischen Prozeß (Materialfluß) zu integrieren beziehungsweise der technisch/physische Prozeß an Planungs- und kommerzielle Systeme anzubinden. Planungssysteme und physischer Materialfluß verschmelzen zu einem Konzept, das Merkmale eines Regelkreises enthält. Die Regelgröße wird laufend erfaßt und durch Vergleich mit der Führungsgröße an diese angeglichen. Störgrößen beeinflussen den Vorgang in vorher nicht bestimmbarer Weise.

Wie wurde das Projekt realisiert, welche Erfahrungen schlagen nun nach zirka eineinhalb Jahren zu Buch?

Projektmanagement

Der Kern des Ge- oder Mißlingens steckt in der Projektführung, deren Zusammensetzung von den Konsequenzen (oder Risiken) der Einführung des Projektes abhängen: Bestände, bisher in Karteien verwaltet, sind nur noch über Terminal abrufbar. Belege entfallen beziehungsweise werden geändert. Personal, das administrative Aufgaben per Beleg absolvierte, wird mit Bildschirm-Dialogen konfrontiert. Die Ver- und Entsorgung der Produktion, der Versand wird von Rechnerfunktionen abhängig. Die Störungssuche in einem komplexen vernetzten System erfordert Spezialisten. Es handelt sich also insgesamt stärker um eine Anwendungs- als 4 datentechnische Problematik.

Das Projektteam setzte sich dementsprechend aus Beauftragten der Bereiche

- Materialwirtschaft

- Produktion

- Qualitätskontrolle

- Zentrale Datenverarbeitung

und einem externen Planer zusammen. Die Projektleitung übernahm der Leiter der Materialwirtschaft. Die frühzeitige Mitwirkung der betroffenen Abteilungen war wesentliche Voraussetzung für die Akzeptanz des fertigen Systems durch die Benutzer.

Anmerkungen zum Rechner-Verbund

Die Gerätesteuerungen sind durch ein Netzwerk von Mikroprozessoren realisiert, die untereinander sowie mit der PDV-Anlage über serielle Interfaces gekoppelt sind. Die Übertragungsprozeduren (sie entsprechen der Siemens DUST-Prozedur) sind ebenfalls identisch.

Die Bezeichnung Prozeßdatenverarbeitungs-Anlage (PDV) ist irreführend, denn die Hochregallagersteuerung wird als Terminal interpretiert, das über den Terminal-Driver versorgt wird, wobei lediglich der Zeitrahmen schräfer als bei Operator-Terminals ist. Alle Interrupts beziehungsweise digitalen Ein- und Ausgänge liegen auf der Ebene der Hochregallager-Steuerung.

Die PDV-Anlage (PDP 11-70, Betriebssystem RSX 11/M) wurde direkt in den USA gekauft, ein nur bedingt empfehlenswertes und sorgfältig zu kalkulierendes Beschaffungsverfahren, da keinerlei kostenlose Unterstützung oder Kulanzleistungen durch die nationale Gesellschaft zu erwarten sind.

Die zentrale Datenverarbeitungsanlage ist ein System /370-148. Die Forderung von Modularität von Hard- und Software ist geläufig, hat jedoch bei dieser speziellen Anwendung substantielle Bedeutung. Ein laufendes System, von dem zum Beispiel Produktion und Versand abhängen, kann nicht für längere Zeit außer Betrieb gesetzt werden. Änderungen beziehungsweise Weiterentwicklungen dürfen nur einen speziellen Baustein betreffen. Sie müssen jederzeit rückgängig gemacht werden können, um die funktionssichere Betriebsart wieder zu aktivieren.

Konsequenzen

Die integrierte Lager-/Materialflußsteuerung ist ein Instrumentarium, das auf der operativen Ebene allen mit dem Umgang von Material befaßten Fachabteilungen zur Verfügung steht. Wie wirkt sich dieses System auf den laufenden Betrieb aus?

Infolge der zeitrichtigen Verbuchung von Zu- und Abgängen, von Status-Änderungen oder Materialabrechnungen erhält der Benutzer eine vollständige Bestandsübersicht. Dieser Informationspool schafft die Möglichkeit wechselseitiger Kontrollen durch die beteiligten Fachabteilungen, zum Beispiel

- Was ist vorhanden?

- Was ist bestellt oder muß bestellt werden?

- Was muß oder darf nicht verbraucht werden?

Ein weiterer Aspekt ist die Personalisierung der Verantwortung für Dateninhalte. Das in der Regel angewandte Verfahren der Datenerfassung durch zentrale Stellen des Unternehmens wird abgelöst durch die Erfassung "vor Ort". Die Datenerfassung ist sozusagen "Abfallprodukt" eines Dialoges innerhalb eines organisatorischen Vorganges. Zum Beispiel ist für den Wareneingangs-Dialog der Operator zuständig, der gleichzeitig den administrativen Wareneingang abwickelt. Er hat ein höher entwickeltes Gefühl für Daten als die Datentypistin, zumal er alleine für die Konsistenz der Daten verantwortlich gemacht wird.

Weiterhin bieten sich Möglichkeiten zur Analyse und Abstraktion des vorhandenen Datenbestandes an, zum Beispiel

- Welche Lagerbestände erreichen zu einem vorgegebenen Zeitpunkt die Verfallzeit? Diese Information reduziert die Menge der zu vernichtenden überlagerten Materialien erheblich.

- Welche Lagerbestände haben sich in einem definierten Zeitraum nicht umgeschlagen?

Der Zugriff zum Informationspool "Bestände" ist nicht mehr Privileg eines ausgewählten Personenkreises. Vereinfachter Belegfluß, weniger aufwendige Inventurverfahren und planbare Lagerkapazitäten sind weitere direkte Konsequenzen.

Wirtschaftlichkeit

Der Nachweis des Kostensenkungseffektes durch die Einführung eines integrierten DV-Konzeptes ist während der Planungsphase schwierig. Die Rechnung, daß die Betriebskosten (Abschreibung, Energie- und Wartungskosten, Kosten des Servicepersonals) zumindest zu Kostenreduzierungen in vergleichbarer Höhe führen, geht häufig nicht auf. Der Grund liegt darin, daß sich Vorteile des Systems in zum Teil nicht quantifizierbaren Faktoren niederschlagen, während die Kosten ziemlich exakt vorhersehbar sind.

Die Wirtschaftlichkeit hängt unter anderem von der Akzeptanz der Benutzer ab: Wichtige Anregungen für vereinfachte Abläufe, Zusatz- und Ergänzungsfunktionen kamen nach Einführung (Mai 1980) von den Fachabteilungen. Das Rationalisierungspotential drückt sich dadurch aus, daß alle seit der Einführung des Systems realisierten Maßnahmen mit einem Kosten-/Nutzen-Verhältnis zwischen 1 zu 2 und 1 zu 8 abschlossen. Die Verhältniszahlen sind zwar beschränkt aussagefähig, weil sie die Basiskosten nicht berücksichtigen. Sie lassen jedoch deutlich werden, daß sich die höhere Qualität der Informationsverarbeitung von einem bestimmten Zeitpunkt an in kalkulierbaren Kostensenkungen ausdrückt.

Organisationsmechanismen der pharmazeutischen Industrie sind häufig richtungsweisend für andere Fertigungsindustrien gewesen. Institutionalisierung der Qualitätskontrolle, Überwachung der Lebensdauer von Materialien, Chargenstrukturen, einheitliche und anerkannte Regeln für Herstellung und Umgang mit Material sind Beispiele. Ein weiteres Beispiel ist das Materialplanung und Materialfluß verbindende DV-Konzept.