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19.10.1977 - 

EDV-gestützte Stücklistenauflösung in der Pharma-Industrie:

Iterationen führen zu komplexen Systemen

Im Prinzip sind die Produktionsabläufe im Pharmabereich mit denen der Metallverarbeitung vergleichbar. Es liegt deshalb auf der Hand, die Metall-Erfahrungen auf die Pharmaproduktion zu übertragen, wobei jedoch die Besonderheiten chemischer Prozesse zu berücksichtigen sind. Pharma-Eigenheiten sind: der Anfall von Nebenprodukten aller Art mit den notwendigen Aufbereitungsschritten, der Anfall von Kuppelprodukten, der Einsatz von Impfsubstanzen, die nicht vorherbestimmbare Ausbeute aufgrund unterschiedlicher Einsatzstoffqualitäten

Zunächst mußten also Stücklisten ("Mengengerüste") entworfen werden, die diesen Besonderheiten Rechnung tragen. Außer für die Auflösung sollen die Mengengerüste bei der Erstellung der Produktionspapiere, als Basisdaten für die Vorkalkulation und für die Abweichungsanalyse Verwendung finden. Hier soll nur auf die speziellen Probleme bei der Auflösung eingegangen werden.

Quasi-Produkte und Ausbeuteprobleme

- Die Nebenprodukte konnten berücksichtigt werden, indem den Mengengerüsten spezielle Nebenproduktzeilen zugeordnet wurden. Anhand einer Kennziffer ist erkennbar, ob das jeweilige Nebenprodukt aufgearbeitet werden soll oder nicht.

- Bei Kuppelprodukten ist es nicht möglich, das Mengengerüst einem Kuppelprodukt zuzuordnen, sondern alle Kuppelprodukte sind gleichwertig. Die Kuppelprodukte werden deshalb in einem Mengengerüst Kuppelproduktkombination (Quasi-Produkt) unter den Nebenprodukten zusammengefaßt und besonders gekennzeichnet.

- Um das Ausbeuteproblem zu lösen und verschiedene Herstellverfahren bei einem Produkt zulassen zu können, wurden je Mengengerüst 99 Produktionsvorschriften und eine Standardvorschrift zugelassen. Die Produktion kann auf diese Produktionsvorschriften entweder prozentual oder absolut verteilt werden.

- Durch engmaschige Verknüpfung zwischen den verschiedenen Produkten ist es nur schwer möglich, manuell festzulegen, welche Fertigungsstufen durchlaufen werden müssen bei der Herstellung eines Produktes. Es wurde deshalb ein Verfahren entwickelt, das die Fertigungsstufen maschinell ermittelt; dabei muß lediglich angegeben werden, welches Produkt als Endprodukt einer Produktkette angesehen werden soll.

Der Produktionsweg wird in drei Schritten festgelegt:

- Zunächst ist anhand der vorhandenen Mengengerüste festzustellen, welche Einsatzstoffe im eigenen Haus hergestellt werden (Produkte) beziehungsweise zugekauft werden sollen (Rohstoffe, Packmittel).

- Alle so gefundenen Produkte werden zu Produktketten zusammengefaßt. Eine Produktkette enthält alle Produkte, die zu einem und nur einem Endprodukt führen. Damit ist es möglich, für jedes Endprodukt anzugeben, welche Rohstoffe, Produkt, Fertigungsstellen usw. angesprochen werden.

- Alle Produktketten werden nun in eine solche Reihenfolge gebracht, daß keine Produktkette begonnen werden kann, bevor nicht alle vorgelagerten Produktketten erstellt sind (2. Teil der Produktionshierarchie).

Die Produkthierarchie bietet folgende Vorteile:

- Erstellung eines Strukturbaums ist möglich

- Zuordnung von Rohstoffen, Zwischenprodukten usw. zu den Endprodukten ist möglich - Durch diese Produktionshierarchie ist eine sequentielle Verarbeitung der Mengengerüste möglich bei einem einmaligen Durchlauf

- Die Aufstellung der Produktionshierarhie vermeidet das Auftreten von Auflösungsschleifen beziehungsweise weist alle Produkte aus, die von der Schleife berührt werden.

Um Ausbeuteverschiebungen berücksichtigen zu können, wurden die Produktionsvorschriften eingeführt. Unter Produktionsvorschriften sind in diesem Zusammenhang die austauschbaren Teile von Mengengerüsten zu verstehen. Die Produktionsvorschriften teilen die Mengengerüste wie die bekannten Variantenstücklisten in standardmäßige Positionen und austauschbare. Diese austauschbaren Teile können in einer gewünschten prozentualen Verteilung aufgegeben und aufgelöst werden.

Auflösung in sieben Schritten

Die Auflösung läuft in folgenden Schritten ab:

- Ermittlung de Produktionshierarchie

- Zuordnung der aufzulösenden Produkte zur Produkthierarchie

- Vergabe der Produktionsvorschriften

- Erstellung der IS-Dateien für Aufbereitungsrezepturen

- Umsortierung der Mengengerüste nach Produkthierarchie

- Ausmultiplikation der geforderten Mengen, auch für die jeweiligen Zwischenprodukte und Kuppelprodukte, unter Berücksichtigung der Produktionsvorschriften

- Auswertung der Auflösung

Bei der Entwicklung des Verfahrens sollten alle Möglichkeiten der Verknüpfung berücksichtigt werden. Eine zweite Forderung war, daß keine Iterationen durchgeführt werden, um das System nicht zu komplex zu gestalten. Außerdem sollte eine möglichst kurze Laufzeit erreicht werden. Diese Bedingungen erforderten eine sequentielle Verarbeitung mit der Maßgabe, daß jedes Mengengerüst nur einmal aufgelöst wird. Die Entscheidung für die sequentielle Lösung fiel, da bei einer Auflösung für Jahresplanungen etwa 70 bis 80 Prozent der Mengengerüste angesprochen werden und es mit der Erstellung der Produktionshierarchie gelang, alle Mengengerüste in einem Durchlauf auflösen zu können.

256-KB-Hauptspeicher und 2 Stunden Gesamtlaufzeit

Die Auflösung ist ein Serviceprogramm für andere Aufgaben. Sie findet unter anderem Verwendung bei der Jahresplanung zur Ermittlung des Rohstoffbedarfs, Energiebedarfs, Kostenstellenauslastung sowie für Produktionsplanung innerhalb der Fertigungssteuerung. Die Mengengerüste werden außerdem benötigt fürdie Erstellung der Produktionspapiere, den Teileverwendungsnachweis und als Grundstein für die Kalkulation.

Die Auflösung läuft auf einer IBM 370-158. Sie benötigt wegen der großen internen Tabellen 256-K- S Hauptspeicher. Die Laufzeit für die Auflösung selbst beträgt zirka 8 Minuten bei 4000 Mengengerüsten, 45 000 Einzelpositionen und 2500 Anforderungen. Mit allen vorgeschalteten Arbeiten, wie Änderungsdienst der Mengengerüste, Ermittlung der Produktionshierarchie, Änderung der, Produktionsvorschriften, Erstellen der Eingabekontroll-Listen und der nachgelagerten Arbeiten wie Drucken der Ausgabelisten und Sichern der Ergebnisbänder, erhöht sich die Laufzeit auf etwa 2 Stunden.

Dipl.-Ing. Dipl.-Wirtschafts-Ing. Klaus-Dieter Neumann ist Systemanalytiker bei Boehringer Mannheim GmbH