Verbessertes Excel Schmigalla Tool mit Größeninformation

Das modifizierte Dreiecksverfahren von SCHMIGALLA bietet eine gute Grundlage, ein Fabriklayout anordnungstechnisch zu optimieren. Die Berechnungsmethode wird aber für eine größere Arbeitsplatzanzahl komplex und zeitaufwändig.

Eine Lösung ist das teilautomatisierte und Dialog-geführte Dreiecksverfahren, welches dem Planer die manuelle Berechnung abnimmt und den Fokus auf die Layoutanordnung lenkt. Aber auch damit lassen sich nicht alle Probleme lösen.

Wie das Dialog-geführte Dreiecksverfahren funktioniert, erkläre ich auch in dieser Präsentation.

Funktionsweise des Dialog-geführten Dreiecksverfahren

Problematik der Größeninformation

Das Ziel der Methode ist eine Materialfluss-optimierte Anordnung von Arbeitsplätzen. Das lässt sich auch gut mit ihr erreichen. Klassisch sind die so positionierten Arbeitsplätze als Kästchen auf den Rasterpunkten angeordnet und geben Auskunft über ihre Positionierung gegenüber den weiteren Arbeitsplätzen im Layout.

Zwischen den Arbeitsplätzen bleibt kein Rasterpunkt frei.

In der Praxis sind selten alle Arbeitsplätze gleich groß. Dadurch konzentriert sich der Planer beim Finden einer optimalen Position unter Umständen auf eine später nicht umsetzbare Logik.

Drei Arbeitsplätze können im Dreiecksraster perfekt zueinander positioniert sein. Ist einer davon jedoch drastisch größer als die beiden anderen, kann das optimal geplante Layout dennoch nicht umsetzbar sein.

Besser wäre es daher eine Größeninformation mit in die Methode aufzunehmen – am besten direkt als Layoutbild des jeweiligen Arbeitsplatzes.

Dagegen spricht aber der Aufwand, diese zu erstellen und zu integrieren. Bei Umplanungen oder Anpassungen im Arbeitsplatzlayout müssen dadurch jeweils Bilder ausgetauscht werden.

Besser geeignet ist es eine Größeninformation mit Länge und Breite in die Arbeitsplatz-Tabelle (Workcenters) aufzunehmen und damit ein Rechteck zu definieren.

Hat ein Arbeitsplatz besondere Anforderungen, wie einen großen Warenanlieferungsbereich oder eine prozesstechnische Kühlstrecke, kann der Planer das in der Längen- und Breiten-Angabe hinterlegen. Damit ist diese Information direkt bei der Anordnung verwendbar.

Das gilt im Besonderen dann, wenn in der Von-Nach-Matrix mehrere gleiche Maschinen zu einer gemeinsamen Ressource zusammengefasst wurden.

Diese Nachteile führen auch Banduka, Mladineo, Eric in Designing a Layout Using Schmigalla Method an. Sie verwenden zur Kompensation die Software visTABLE. Mit den Möglichkeiten von visTABLE erreichten sie eine Verbesserung der Layoutoptimierung in ihrem Beispiel von 14% im Vergleich zum klassischen Dreiecksverfahren.

Umsetzung im Excel Schmigalla Tool

Die Möglichkeit flussrichtungsbezogen zu planen, gibt es bereits. Dafür muss im Setup Tabellenblatt nur die Option Pfeil auf Ja eingestellt werden.

Die Größen-skalierte Darstellung der Arbeitsplätze integrieren wir im Folgenden in das Excel Schmigalla Tool. Dafür erweitern wir an vier Stellen.

1) Tabellenblatt „Setup“

Der Planer soll immer selber entscheiden können, ob er die Funktion nutzen möchte oder nicht. Deshalb gibt es eine zusätzliche Einstellungsmöglichkeit als Ja/Nein Feld. Damit der Zugriff über VBA unabhängig von der Zellposition funktioniert, bekommt die Zelle einen eigenen Namen use_scale.

Tabellenblatt Setup mit neuem Feld Skalierung — Tabellenblatt „Setup“ mit neuem Feld Skalierung

2) Tabellenblatt „Workcenters“

Die Tabelle wird mit den beiden Feldern Länge und Breite erweitert. Als Information lässt sich jetzt die Fläche berechnen und ggf. als Zusatz zum Namen des Arbeitsplatzes mit ausgeben.

Erweitertes Tabellenblatt Workcenters mit Länge, Breite und Fläche — Erweitertes Tabellenblatt „Workcenters“ mit Länge, Breite und Fläche

3) Auf dem Planungsblatt „Schmigalla“

Je nachdem was wir als Abmessungen in den Arbeitsplätzen hinterlegen, können wir schlecht vorausberechnen, wie groß die Arbeitsplatz-Kästchen werden sollen.

Aus diesem Grund möchte ich die Skalierung dem Planer überlassen. Da das je Planung unterschiedlich sein kann, hinterlegen wir einen Skalierungsfaktor auf dem Planungsblatt.

Auch dieses Feld bekommen einen Namen: scale_factor.

Planungsblatt mit Skalierungsfaktor im Excel Schmigalla Tool — Planungsblatt mit Skalierungsfaktor

4) Im VBA Quellcode

Den Quellcode erweitern wir in der Routine zum Einfügen der Arbeitsplätze. Zuerst prüfen wir, ob der Planer die Arbeitsplätze überhaupt skalieren möchte. Falls das sein soll, holen wir uns die eingetragenen Abmessungen aus der Workcenters-Tabelle. Falls ein Eintrag fehlt oder 0 ist, passen wir diesen auf 1 an, so dass wenigstens etwas angezeigt wird. Über den Skalierungsfaktor rechnen wir von Meter auf Punkte um. Ein Punkt entspricht 1/72 Zoll.

      If UCase(Sheets("Setup").Range("use_scale")) = "X" Then
        scalefactor = StrToDbl(ActiveSheet.Range("scale_factor"))
        
        lengthWc = StrToDbl(Sheets("Workcenters").Cells(i, 4))
        If lengthWc = 0 Then lengthWc = 1
        lengthWc = lengthWc * scalefactor
        
        widthWc = StrToDbl(Sheets("Workcenters").Cells(i, 5))
        If widthWc = 0 Then widthWc = 1
        widthWc = widthWc * scalefactor
      Else
        scalefactor = 1
        lengthWc = StrToDbl(Sheets("Setup").Range("workcenter_length"))
        widthWc = StrToDbl(Sheets("Setup").Range("workcenter_width"))
      End If

Potenzial der verbesserten dialog-geführten Methode

Schauen wir uns die verbesserte Methode im Vergleich zum Ergebnis des Beispiels aus dem ursprünglichen Schmigalla Tool an.

Ohne Abmessungsinformationen sieht das entwickelte Layout Fluss-technisch sehr gut angeordnet aus. Der Hauptmaterialfluss von Wareneingang zu Warenausgang verläuft in U-Form. Es gibt keine kreuzenden Flüsse. Der Hauptverkehrsweg könnte direkt in der U-Anordnung platziert werden.

Ursprüngliche Planung mit eingezeichneten möglichen Verkehrswegen im Excel Schmigalla Tool — Ursprüngliche Planung mit eingezeichneten möglichen Verkehrswegen

Wenn wir jetzt die Arbeitsplätze in ihrer skalierten Originalgröße darstellen und versuchen die Planung von oben zu wiederholen, sehen wir, dass das größentechnisch schwierig zusammenpasst.

Einmal ist das Positionieren auf dem Dreiecksraster nicht mehr nach Schmigalla Vorgabe möglich. Dreieckspunkte lassen sich nur noch mit größerem Abstand treffen. Das könnte über eine passende Skalierung abgefangen werden, aber diese Planungsart geht ein Stück weit schon in eine Layout-Blockplanung über.

So wird aus der U-Form nur noch eine kurze Linie, in welcher der Transport innerhalb der Arbeitsplätze sogar weiter mit passender Fördertechnik optimiert werden könnte. Die Anordnung der weiteren Arbeitsplätze könnte auf eine Linienstruktur mit einem Hauptverkehrsweg geplant werden.

optimierte Planung durch Arbeitsplatzgrößen mit möglichen Verkehrswegen im neuen Excel Schmigalla Tool — optimierte Planung durch Arbeitsplatzgrößen mit möglichen Verkehrswegen

Resümee

Die erweiterte Methode bringt durch die Größeninformation neue Optimierungskriterien mit. Dadurch hilft sie bessere Layouts zu entwickeln. Sie gibt bereits gute Grundlagen für die Blocklayout-Planung.

Nachteilig ist, dass die idealisierte Planungsform im Dreiecksraster nicht sinnvoll ausgeführt werden kann und damit ein Idealplan nicht immer bestimmt werden kann.

Aus meiner Sicht ist es am gewinnbringendsten beide Arten der Methoden zu kombinieren und mit der Dialog-geführten Methode mit Standardkästchen zu beginnen.

Die Ergebnisse dieser Planung lassen sich dann mit den Arbeitsplatz-skalierten Kästchen auf Umsetzbarkeit hin überprüfen und weiterentwickeln.

Schreiben Sie mir gerne, wie welche Variante Sie für Ihre Projekte bevorzugen. Ich freue mich auf Ihre Mail.

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