Die Produktionskennlinie: Alles Wissenswerte über Kapazität, Durchlaufzeit und Bestände

Für den Bereich der Fertigung stellen Produktionskennlinien robuste und in der Praxis vielfach bewährte Wirkmodelle dar, welche auf die Beherrschung des Dilemmas der Ablaufplanung abzielen. Die Kennlinien beschreiben, wie sich ein Arbeitssystem bei ansonsten unveränderten Randbedingungen verhält, wenn ein anderer Bestand (WIP) eingestellt wird. Sie charakterisieren somit das logistische Verhalten bezüglich Leistung, Durchlaufzeit und Termintreue einer Fertigung bei einer Bestandsveränderung.

Die Produktionskennlinien zeigen, dass es nicht möglich ist, ein gleichzeitiges Optimum für alle genannten Zielgrößen zu definieren. So erfordert bspw. die Sicherung einer hohen Auslastung hohe Bestände, die ihrerseits jedoch lange Durchlaufzeiten hervorrufen. Lange und damit stark streuende Durchlaufzeiten stehen aber einer hohen Termineinhaltung entgegen. 

Es ist also notwendig, eine logistische Positionierung im Spannungsfeld zwischen den produktionslogistischen Zielgrößen anzustreben, welche von einer strategisch bestimmten primären Zielgröße ausgeht und die Auswirkungen auf die übrigen Ziele untersucht.

Durchlaufdiagramme und Produktionskennlinien stehen in einem Zusammenhang bei der Analyse von Produktionsprozessen. Während Durchlaufdiagramme den zeitlichen Verlauf und die logistischen Zielgrößen eines Systems visualisieren, fassen Produktionskennlinien mehrere stationäre Betriebszustände zusammen und zeigen funktionale Zusammenhänge zwischen Bestand, Durchlaufzeit und Auslastung auf. Diese Kennlinien verdeutlichen, wie sich ein Arbeitssystem verhält, wenn sich Parameter wie der Bestand ändern, während die übrigen Randbedingungen konstant bleiben. Ein momentaner Zustand in der Produktion entspricht einem Punkt auf der Kennlinie, der das Verhalten des Systems unter den gegebenen Bedingungen beschreibt.

Die grundsätzliche Form der Produktionskennlinien ist universell, wird jedoch durch spezifische Faktoren wie die verfügbare Kapazität und die Menge der zu bearbeitenden Aufträge beeinflusst. Insbesondere der Mittelwert der Auftragszeiten, also die durchschnittliche Dauer, die zur Bearbeitung eines Auftrags benötigt wird, und deren Streuung spielen eine wichtige Rolle. Außerdem hängt die genaue Ausprägung der Kennlinien davon ab, wie das System in den gesamten Materialfluss eingebunden ist. Wenn ein Produktionssystem eng mit anderen Prozessen verknüpft ist, können Verzögerungen oder Engpässe in vorgelagerten oder nachgelagerten Abläufen die Kennlinien beeinflussen, indem sie beispielsweise die Bestände beeinflussen.

Unterhalb eines bestimmten Bestandsniveaus, im sogenannten Unterlastbereich, fehlt es an ausreichendem Arbeitsvorrat, was zu Leistungseinbußen und kürzeren Durchlaufzeiten führt. Sobald der Bestand diesen kritischen Wert überschreitet, tritt der Übergangsbereich ein, in dem die Leistung stabil bleibt, da kontinuierlich Arbeit vorhanden ist. Im Überlastbereich hingegen steigt die Durchlaufzeit proportional mit dem Bestand, obwohl die Leistung kaum noch zunimmt. Dies verhindert bestandsbedingte Materialflussunterbrechungen, aber auf Kosten längerer Durchlaufzeiten.