2012
Engineering Production Control StrategiesA Guide to Tailor Strategies that Unite the Merits of Push and PullAuthors:
- Christoph Karrer
- …show all 1hide
ISBN: 978-3-642-24141-3 (Print) 978-3-642-24142-0 (Online)
A Guide to Tailor Strategies that Unite the Merits of Push and Pull
Series: Management for Professionals
Karrer, Christoph
2012, X, 176 p. 74 illus.
ISBN 978-3-642-24142-0
Immediately available per PDF-download (no DRM, watermarked)
About this book
- Combines Lean manufacturing and algorithmic detailed planning and scheduling
- With a real-life case study
- A look behind the scenes and into the physics of production control
Contents
1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Need for a PCS Engineering Framework . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Suitable Industrial Context for Application . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Structure of the Book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Production Control Strategies (PCS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1 Fundamental Concepts and Coherences . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1.1 PCS in the Broader Context of Production Planning
and Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
2.1.2 The Push/Pull Enigma and Their Basic Implementations . . . . . . . 8
2.1.3 The Order Penetration Point . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1.4 The Influence of the PCS on Operational Performance . . . . . . . . 12
2.2 Review of Current Research on PCS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.1 Segmentation of Literature . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.2.2 PCS Method Development . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2.3 PCS Selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.2.4 PCS Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.2.5 Related Design Questions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
2.3 Synthesis and Positioning of the Following Work . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
3 A Queuing Network Based Framework for PCS Engineering . . . . . . . . 37
3.1 Design Drivers and Initial Complexity Reduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.1.1 Structuring Design Drivers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
3.1.2 Complexity Reduction by Defining Planning Segments . . . . . . . 38
3.2 Generic Model Formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.2.1 Notation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
3.2.2 Queuing Network Representation of Planning Segments . . . . . . 41
3.2.3 Basic Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
3.2.4 Analysis of the Resulting Solution Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
vii
3.3 Mapping Production System Variability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.3.1 An Integrated Approach to Stochastic Modeling
of Production System Variability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
3.3.2 Definition of a Measure for Production System Variability . . . 51
3.4 Mapping of Demand Variability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.4.1 Stochastic Modeling of Demand Variability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
3.4.2 Excursion: Possible Involvement of Customers . . . . . . . . . . . . . . . . 57
4 Numerical Optimization of Control Parameters Along
a PCS Engineering Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.1 Objective Function Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.1.1 Selection of Valuation Measures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
4.1.2 Value Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
4.2 Implementation of a Supporting Simulation Framework . . . . . . . . . . . . . 65
4.2.1 Introduction to Discrete-Event Simulation and the
Platform ‘AnyLogic’ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
4.2.2 Implementation of Planning Segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
4.2.3 Implementation of the Demand Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
4.2.4 Implementation of the Production System Model . . . . . . . . . . . . . 70
4.3 A PCS Engineering Process to Optimize Production
Control Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.3.1 Approach and Process Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
4.3.2 Step 1 – Ki Determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
4.3.3 Step 2 – OPPj Determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
4.3.4 Step 3 – FCTj and Sij Determination . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
5 Investigation of the Push/Pull Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.1 Influencing Factors and Rules for the Decision among
Push and Pull . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.1.1 Hypothesis and Experiment Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
5.1.2 Determination of Relevant Factors and Derivation
of Decision Rules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
5.2 Closed-Form Determination of the Push/Pull Integration
Parameters FCT* and S%* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.2.1 Hypothesis and Experiment Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
5.2.2 Derivation of a Closed-Form Parameterization
for Hybrid Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
5.2.3 Extension to the Multi-Product Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
5.3 Analysis of the Performance Increase Achievable
with the Hybrid Strategy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.3.1 Drivers for the Relevance of the Decision among
Hybrid and Pure Strategies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
5.3.2 Derivation of a Demand Variability Measure to Characterize
Environments That Favor Hybrid Strategies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
5.4 Summary of Insights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
viii Contents
6 Case Study from the Electronics Manufacturing Industry . . . . . . . . . . . 103
6.1 Case Introduction and Specific Challenges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
6.1.1 Introduction to the Business and Manufacturing Process . . . . . 103
6.1.2 Identification of the Improvement Need
and Specific Challenges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
6.2 Model Development and Parameterization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
6.2.1 Production System Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
6.2.2 Parameterization of Planning Segments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
6.2.3 Parameterization of the Demand Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
6.3 PCS Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
6.3.1 Strategy Derivation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
6.3.2 Impact Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
6.4 Implications and Implementation Hints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
7 Conclusion and Further Research . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
7.1 Research Summary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
7.2 Limitations and Further Research Directions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
8 Appendix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
8.1 List of Figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121
8.2 List of Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123
8.3 List of Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
8.4 List of Notations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
8.5 Complex Production Systems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
8.6 Literature Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
8.7 Delimitation against Other Generic PCS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
8.8 Evolution of the Maximum Size Reduction of the Solution
Space . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
8.9 Simulation Model Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
8.9.1 Planning Segment Graphical Representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
8.9.2 Demand Model: Graphical Representation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
8.9.3 Java Code Executed at Forecast Arrival
(Event ‘FCarrival’) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
8.10 PCS Engineering Process: Numerical Optimization
of Model Parameters . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
8.10.1 Setups for Experiments and Illustrations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
8.10.2 Influence of Over-Capacity on the MTF Versus
MTS Decision . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139
8.10.3 Converting Utility Improvements into WIP Reductions . . . . 141
8.11 Investigation of the Push/Pull Integration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
8.11.1 Graphical Representation of Experimental Setup
in Anylogic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
Contents ix
8.11.2 Experiments and Results to Determine Influencing
Factors for Upstream Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
8.11.3 Experiments and Results to Determine Closed-Form
Solutions for FCT* and S%* . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
8.11.4 Extension to Arbitrary Forecast Error Distributions . . . . . . . . 157
8.11.5 Experimental Setup for the Extension to the
Multi-Product Case . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 161
8.11.6 Analysis of Drivers for the Impact Magnitude . . . . . . . . . . . . . 161
8.12 Anylogic Model of Case Study . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165
8.13 Used Software Products . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
8.14 About the Author . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
Engineering Production Control Strategies.pdf
(4.98 MB, 需要: 4 个论坛币)




雷达卡






京公网安备 11010802022788号







