Betriebskennlinien

Die Betriebskennlinien, insbesondere im Kontext der Produktionsplanung und -steuerung (PPS), sind grafische oder mathematische Modelle, die den Zusammenhang zwischen verschiedenen Leistungskennzahlen eines Produktionssystems darstellen, um das dynamische Betriebsverhalten zu analysieren, Engpässe zu identifizieren und Optimierungspotenziale abzuschätzen.

Betriebskennlinien – Ausführliche technische und organisatorische Aspekte

Betriebskennlinien dienen in der Produktionstechnik und dem Operations Management als essenzielles Instrument zur Modellierung und Analyse von Fertigungsprozessen. Sie visualisieren, wie sich die zentralen logistischen Zielgrößen eines Systems – typischerweise die Durchlaufzeit (als Maß für die Lieferfähigkeit) und die Kapazitätsauslastung (als Maß für die Wirtschaftlichkeit) – in Abhängigkeit voneinander verhalten. Durch die Darstellung dieser Zusammenhänge kann die aktuelle Standortbestimmung eines Produktionsbereichs oder eines gesamten Werkes im Hinblick auf seine logistischen Eigenschaften erfolgen.

Technische Basis: Die Logistische Betriebskennlinie

Im Rahmen der PPS sind die sogenannten Logistischen Betriebskennlinien von zentraler technischer Bedeutung. Sie basieren oft auf analytischen Modellen der Warteschlangentheorie, insbesondere dem Gesetz der Durchlaufzeit (Little's Law), das den fundamentalen Zusammenhang zwischen der mittleren Durchlaufzeit (DLZ), dem mittleren Bestand (B) und der mittleren Leistung (L) herstellt:

B=DLZ⋅L

Die typische logistische Betriebskennlinie setzt dabei die folgenden Kennzahlen in Beziehung:

• Mittlere Reichweite (oder Durchlaufzeit) auf der y-Achse: Maß für die Lieferflexibilität und Kapitalbindung.
• Mittlere Leistung (oder Auslastung) auf der x-Achse: Maß für die Kapazitätsnutzung und Wirtschaftlichkeit.

Diese Kennlinie zeigt technisch, dass mit steigender Auslastung eines Systems (Annäherung an 100%-Kapazität) die Durchlaufzeiten der Aufträge überproportional ansteigen. Dieser nicht-lineare, exponentielle Anstieg resultiert aus der zunehmenden Warteschlangenbildung (Stochastik) vor den knappen Betriebsmitteln.

Organisatorische Nutzung und Optimierungspotenziale

Organisatorisch bieten Betriebskennlinien eine wertvolle Entscheidungsgrundlage für das Management:

• Engpassanalyse: Durch die Abbildung des tatsächlichen Betriebszustands auf der Kennlinie lässt sich feststellen, wie weit das System von seinem idealen (aber meist theoretischen) Zustand entfernt ist und wo potenzielle Engpässe (lokale Überlastungen) bestehen.
• Zielkonfliktmanagement: Die Kennlinie verdeutlicht den fundamentalen Zielkonflikt zwischen hoher Auslastung (niedrige Stückkosten) und kurzen Durchlaufzeiten (hohe Flexibilität). Das Management muss entscheiden, wo der optimale Betriebspunkt für die jeweilige Wettbewerbsstrategie des Unternehmens liegt.
• Simulationsbasis: Die Kennlinien dienen oft als Basis für Simulationen von Produktionsabläufen, um die Auswirkungen von organisatorischen Änderungen, wie der Einführung neuer Planungsverfahren oder der Anpassung von Kapazitäten, im Voraus abzuschätzen.

Die Standortbestimmung mittels Betriebskennlinien ermöglicht es, gezielte Maßnahmen zur Verringerung der Streuung und somit zur Verlagerung der Kennlinie nach unten links zu initiieren. Dies bedeutet, dass die gleichen Durchlaufzeiten bei höherer Auslastung oder kürzere Durchlaufzeiten bei gleicher Auslastung realisiert werden.