Vorranggraph, Positionswert und Liniennutzungsgrad

Lektion 5.5
12 Min.Opsida Teknoloji · Zuletzt geprüft: 30. Oktober 2026

In einem Satz

Der Vorranggraph legt die zwingende Reihenfolge der Aufgaben fest; der Positionswert wählt aus den geeigneten Aufgaben einen Vorschlag aus, Liniennutzungsgrad und Austaktungsverlust bewerten die gewählte Verteilung auf einer ausdrücklichen Zyklusbasis.

Am Ende dieser Lektion

  • Aus einer Aufgabenliste einen zyklenfreien Vorranggraphen aufbauen und die zu Beginn geeigneten Aufgaben bestimmen.
  • Den Positionswert jeder Aufgabe aus ihrer eigenen Zeit und den Zeiten ihrer eindeutigen Nachfolger berechnen.
  • Bei einer Vorgabe von 50 s/Stück mit den geeigneten, passenden Aufgaben höchsten Gewichts einen Vorschlag mit zwei Stationen erzeugen.
  • Für 80 s/Stück Arbeit Liniennutzungsgrad und Austaktungsverlust berechnen und die Optimalitätsgrenze der heuristischen Regel erklären.

Warum das wichtig ist

Ein Vorranggraph ist keine Liste, die Aufgaben nach Zeit ordnet. Jeder Knoten steht für eine konkrete Arbeit, jeder Pfeil für die Notwendigkeit, dass diese Arbeit vor einer anderen abgeschlossen sein muss. Laufen mehrere Pfeile in eine Aufgabe, müssen alle Bedingungen erfüllt sein. Dass sich der Graph verzweigt, beweist nicht von selbst, dass Arbeiten gleichzeitig ausgeführt werden können; es zeigt nur, dass es bezüglich der zwingenden Reihenfolge Wahlmöglichkeiten gibt. Um festzulegen, an welcher Station die Aufgaben ausgeführt werden, werden diese Beziehungen zusammen mit einer Zuordnungsregel verwendet. In dieser Lektion werden zuerst die Beziehungen aufgebaut und dann mit dem Positionswert Vorschläge erzeugt. Die Prüfung von Ausrüstung und Qualifikation bleibt dem in der vorigen Lektion gelernten Annahmeverfahren überlassen; einen Vorschlag zu erzeugen bedeutet keine endgültige Freigabe.

Der Positionswert ist die Summe aus der eigenen Zeit einer Aufgabe und den Zeiten aller eindeutigen Aufgaben, die danach kommen müssen. Dieser Wert berücksichtigt nicht nur die lange Arbeit, sondern auch, wie viel Arbeit dahinter liegt. Dass ein Nachfolger über zwei verschiedene Wege erreicht wird, macht ihn nicht zu zwei getrennten Aufgaben. Dieselbe Zeit wird in der Gewichtsberechnung nur einmal gezählt. Zu Beginn können nur Aufgaben ohne Vorgänger gewählt werden. Danach werden nach jeder Zuordnung die geeigneten Aufgaben neu bestimmt. Das höchste Gewicht hebt die Eignungsbedingung nicht auf. Eine Aufgabe, deren Vorgänger noch nicht fertig sind, kann nicht gewählt werden, nur weil ihr Gewicht groß ist. Ebenso kann eine Aufgabe, die nicht in die Restzeit passt, nicht gewaltsam an der Station untergebracht werden.

Eine solche Regel liefert unter vielen möglichen Verteilungen einen systematischen Ausgangspunkt. Weil bei jeder Wahl dasselbe Kriterium verwendet wird, ist die Entscheidung nachvollziehbar; man kann erklären, welche Aufgabe warum zuerst gewählt wurde. Andererseits ist eine heuristische Reihenfolge kein Beweis dafür, bei jedem Problem die beste Lösung zu finden. Die wenigsten Stationen, die kleinste höchste Last und die leichteste Umsetzung sind verschiedene Ziele. Eine Verteilung kann bei einem dieser Ziele gut sein und bei einem anderen schwächer. Deshalb wird das Ergebnis zusammen mit dem verwendeten Ziel und den Annahmebedingungen aufgeschrieben. Gibt es eine Übereinstimmung mit einer Untergrenze, wird nur gesagt, was für dieses Kriterium bewiesen ist; es wird keine allgemeine Optimalitätsbehauptung für alle Ziele aufgestellt.

Liniennutzungsgrad und Austaktungsverlust fassen zusammen, wie die entstandene Verteilung den gesamten Zeitbereich nutzt. Es muss klar sein, welcher Zyklus in den Nenner gesetzt wird. Die Bewertung mit der Zielzykluszeit und die Bewertung mit einer kürzeren idealen Zykluszeit können unterschiedliche Ergebnisse liefern. Um den Prozentwert zu erhöhen, wird dem Arbeitsinhalt kein Warten hinzugefügt; der Verlust wird nicht durch eine Änderung der Klassifikation beseitigt. Dieselben Arbeiten anderen Stationen zuzuordnen kann die gesamte menschliche Arbeit erhalten, aber die höchste Last verändern. In dieser Lektion geht es vom Graphen zum Vorschlag und vom Vorschlag zum Zahlenvergleich. Dass für die endgültige Entscheidung neben dem Vorrang auch Ressourcen und sichere Umsetzung bestätigt werden müssen, bleibt in jeder Phase erhalten.

Formel

Positionswert (s) = Zeit der Aufgabe + Zeiten aller ihrer eindeutigen Nachfolger

Stationsuntergrenze (Stationen) = Gesamtarbeit (s/Stück) ÷ Zielzykluszeit (s/Stück), auf die nächste ganze Zahl aufgerundet

Restzeit (s/Stück) = Zielzykluszeit − zugeordnete Last

Liniennutzungsgrad (%) = Gesamtarbeit ÷ (Stationszahl × gewählte Zykluszeit) × 100

Austaktungsverlust (%) = 100 − Liniennutzungsgrad

Vorranggraph der Aufgaben Gehäuse, Innenteil, Dichtung, Deckel und Prüfung; die Aufgabenzeiten betragen 18, 27, 16, 23 und 14 s/Stück.Gehäuse18 s1Innenteil27 s1Dichtung16 s2Deckel23 s2Prüfung14 s3St. 1Gehäuse 18Innenteil 2745 ≤ 50St. 2Dichtung 16Deckel 2339 ≤ 50St. 3Prüfung 1414 ≤ 50Ziel 50 s
In dieser Abbildung mit fünf Aufgaben, getrennt vom ausführlich gelösten Beispiel, betragen die Positionswerte 98 s für das Gehäuse, 64 s für das Innenteil, 53 s für die Dichtung, 37 s für den Deckel und 14 s für die Prüfung. Dass Deckel und Prüfung über zwei verschiedene Wege erreicht werden, lässt diese Nachfolger nicht doppelt zählen. Bei einer Vorgabe von 50 s/Stück erzeugt die Gewichtsregel drei Stationen mit Lasten von 45, 39 und 14 s/Stück. Dieser Datensatz wurde zu Schulungszwecken synthetisch erzeugt; er stellt keinen realen Betrieb, keine Beschäftigten und keine Kundenstudie dar.

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Laboranleitung: Linie mit drei Stationen

  • Messen Sie an jeder Station 8 Zyklen.
  • Erfassen Sie die Elemente mit den folgenden Namen und in dieser Reihenfolge. Jedes Element beginnt an seinem Startpunkt und endet an seinem Endpunkt.
  • Erfassen Sie die Elemente und Wartezeiten des Werkers in der Spur Werker und den Maschinenlauf in der Spur Maschine; eine Maschinenzeile reicht vom Start der Maschine bis zu ihrem Stillstand.
  • Erfassen Sie Wartezeiten und Maschinenläufe jedes Mal, wenn Sie sie sehen, als eigene Zeile. Ordnen Sie jede Zeile ihrer Station zu.

Station 1

  1. 1.Gehäuse nehmen, in der Vorrichtung spannen

    Beginn: rechte Hand greift nach den Gehäusen · Ende: Spannhebel wird umgelegt, Hand löst sich

  2. 2.Sitz einsetzen

    Beginn: linke Hand greift zur gelben Sitzkiste im oberen Regal · Ende: weißer Sitz sitzt im Gehäuse

  3. 3.Kugel einlegen

    Beginn: linke Hand greift zur Kugelschale · Ende: Kugel sitzt im Sitz

  4. 4.Deckel von Hand aufsetzen

    Beginn: rechte Hand greift zur Deckelkiste im oberen Regal · Ende: Deckel sitzt von Hand, rechte Hand löst sich

  5. 5.Deckel mit dem Schraubendreher anziehen

    Beginn: rechte Hand greift zum Schraubendreher auf der Werkbank · Ende: Schraubendreher liegt auf der Werkbank, Hand löst sich

  6. 6.Spannung lösen, Ventil aufs Band legen

    Beginn: rechte Hand greift zum Spannhebel · Ende: Ventil liegt auf dem Band

Station 2

  1. 1.Ventil vom Band nehmen, in der Vorrichtung spannen

    Beginn: rechte Hand greift zum Ventil auf dem Band · Ende: Ventil liegt in der Vorrichtung, Hand löst sich

  2. 2.Spindel einsetzen

    Beginn: linke Hand greift zu den Spindeln in der gelben Kiste · Ende: Spindel steckt im Gehäuse

  3. 3.Griff aufsetzen

    Beginn: rechte Hand greift zur Griffkiste · Ende: Griff sitzt auf der Spindel

  4. 4.Mutter aufsetzen

    Beginn: linke Hand greift zur Mutternschale · Ende: Mutter sitzt von Hand, linke Hand löst sich

  5. 5.Mutter anziehen

    Beginn: rechte Hand greift zum Schraubendreher · Ende: Schraubendreher liegt auf der Werkbank, Hand löst sich

  6. 6.Ventil aufs Band legen

    Beginn: linke Hand fasst das fertige Ventil · Ende: Ventil liegt auf dem Band

Station 3

  1. 1.Ventil vom Band nehmen

    Beginn: rechte Hand greift zum Ventil auf dem Band · Ende: Werker dreht sich mit dem Ventil zur Prüfkammer

  2. 2.Geprüftes Ventil in die Kiste legen

    Beginn: linke Hand fasst das Ventil in der Prüfkammer · Ende: Ventil liegt in der Kiste

  3. 3.Neues Ventil in die Prüfkammer legen

    Beginn: rechte Hand senkt das Ventil in die Kammer · Ende: Ventil sitzt in der Kammer, Hand löst sich

  4. 4.Prüfung starten

    Beginn: beide Hände greifen zu den Tastern vorn an der Werkbank · Ende: Haube senkt sich, beide Hände lösen sich von den Tastern

  5. 5.Prüfung (Maschine)Spur Maschine

  6. 6.Warten: Prüfung läuftWarten

  7. 7.Warten: kein Ventil auf dem BandWarten