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Advanced Planning and Scheduling Software: So bewerten Sie APS

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Advanced-Planning-and-Scheduling-Software erstellt Pläne, die reale Grenzen berücksichtigen. Erfahren Sie, wie Sie Ihren Bedarf definieren, APS-Werkzeuge vergleichen und eines mit Ihren eigenen Daten testen.

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Advanced-Planning-and-Scheduling-Software, meist APS genannt, berechnet einen Produktionsplan, der reale Grenzen einhält: Maschinenstunden, Schichten, Qualifikationen, Werkzeuge und Material. Sie geht über einen Plan hinaus, der nur festlegt, was wann produziert werden soll und wann Material benötigt wird. Dieser Leitfaden richtet sich an Produktionsplaner und Betriebsleiter, die entscheiden müssen, ob sie APS brauchen, und die Optionen bewerten wollen, ohne dass ein Anbieter die Kriterien vorgibt.

Das Wichtigste in Kürze

  • Advanced-Planning-and-Scheduling-Software ergänzt die Funktionen von MRP um kapazitätsbasierte Ablaufplanung und Reihenfolgeplanung. Dadurch fließen konkurrierende Aufträge und begrenzte Ressourcen in den Plan ein.
  • Definieren Sie Ihr Problem, bevor Sie sich Produkte ansehen: Wie viele Aufträge konkurrieren miteinander, wie oft bricht der Plan und was ist die tatsächliche Engpassgröße?
  • Prüfen Sie vor dem Kauf, was Ihr ERP-System bereits bei der endlichen Kapazitätsplanung leistet. Ein Teil davon beschränkt sich auf Ressourcen, für die Sie die Funktion aktivieren.
  • Bewerten Sie Werkzeuge anhand von Restriktionsmodellierung, Transparenz, manuellen Eingriffen der Planer, Stabilität bei der Neuplanung und dem Aufwand, die Stammdaten sauber zu halten.
  • Testen Sie mit Ihren eigenen Daten: Spielen Sie eine vergangene Woche nach und vergleichen Sie den Ablaufplan des Werkzeugs mit dem tatsächlichen Verlauf.

Was ist Advanced-Planning-and-Scheduling-Software?

Das APICS-Wörterbuch, zitiert von ASCM, beschreibt ein APS-System als Computerprogramm, das fortgeschrittene mathematische Algorithmen oder Logik nutzt, um Planungs- und Ablaufplanungsfunktionen zu optimieren. Das ist breit gefasst. Eine praxisnähere Definition liefert das Fraunhofer IPA (ein deutschsprachiges Papier, meine Übersetzung). Es ordnet APS neben zwei weiteren Softwareklassen ein, dem Supply Chain Management auf Netzwerkebene und der Fertigungssteuerung auf Produktionsebene, mit ERP auf Unternehmensebene. Außerdem beschreibt es drei Schritte der Planungslogik.

MRP ermittelt in seiner ursprünglichen Form nur den Materialbedarf. Der nächste Schritt ergänzt den lastbasierten Kapazitätsbedarf, berücksichtigt aber immer noch nicht, dass Aufträge um dieselbe Ressource konkurrieren. APS ergänzt die kapazitätsbasierte Ablaufplanung und Reihenfolgeplanung, sodass konkurrierende Aufträge und Materialverfügbarkeit Teil des Ergebnisses werden. Genau darum geht es: Sie erhalten einen Ablaufplan, den Sie tatsächlich umsetzen können, und nicht nur eine Bedarfsliste.

Dieser Artikel betrachtet das Thema aus Sicht des Käufers: was Sie zuerst entscheiden sollten, welche Kriterien wichtig sind und wie Sie testen. Eine kurze Definition des Begriffs selbst finden Sie im Eintrag advanced planning and scheduling auf dieser Website.

Wo sitzt APS zwischen ERP und Produktion?

ISA beschreibt ISA-95 als internationale Normenreihe für die Integration von Logistiksystemen mit Fertigungssteuerungssystemen. In diesem Modell liegen die betriebliche Planung und Logistik, also dort, wo das ERP-System angesiedelt ist, auf Ebene 4. Die Fertigungsleitebene einschließlich MES liegt auf Ebene 3. APS arbeitet meist dazwischen: Es übernimmt Aufträge und Stammdaten von oben, erstellt den Ablaufplan und gibt ihn an die Fertigung weiter.

Das Fraunhofer IPA weist darauf hin, dass das ERP in der Regel der Master für Planungsdaten ist, etwa für Artikelstammsätze, Stücklisten und Arbeitspläne. Daran sehen Sie, wo Ihre Datenarbeit ansetzen muss. Sind diese Datensätze im ERP fehlerhaft, plant jedes APS mit großer Effizienz das Falsche.

Dasselbe Papier zeigt, dass sich die Märkte für APS und MES stark überschneiden. Klären Sie früh, wer die Reihenfolge der Aufträge in der Fertigung steuert. Ein Manufacturing Execution System erfasst, was tatsächlich passiert ist. APS legt fest, was als Nächstes passieren soll. Beanspruchen beide die Auftragsliste, arbeiten Planer und Schichtleiter mit zwei Listen.

Welches Problem soll die Lösung lösen?

Das Fraunhofer IPA empfiehlt, vor der Bewertung von Software zuerst den Anwendungsschwerpunkt und die Anforderungen festzulegen, in der Regel durch eine Ist-Analyse und ein grobes Konzept. Beantworten Sie dafür diese Fragen:

  1. Wie viele Aufträge konkurrieren um dieselben wenigen Ressourcen? Bei wenigen reicht unter Umständen noch eine Tabellenkalkulation.
  2. Wie oft bricht der Plan während einer Schicht zusammen, und warum? Maschinenstillstände, fehlendes Material, Eilaufträge?
  3. Was ist der tatsächliche Engpass: eine Maschine, eine qualifizierte Person, ein Werkzeug, ein Ofen, ein Prüfstand?
  4. Hängen die Rüstzeiten von der Reihenfolge der Aufträge ab? Falls ja, hat die Reihenfolgeoptimierung einen echten Nutzen.
  5. Wer erstellt den Plan heute, wie lange dauert das, und wie oft wird er neu erstellt?
  6. Welche Entscheidungen soll das Werkzeug treffen, und welche bleiben beim Planer?

Prüfen Sie dann, was Ihr ERP bereits leisten kann. Microsoft dokumentiert beispielsweise finite capacity planning and scheduling in Dynamics 365 Supply Chain Management. Damit wird ein geplanter Auftrag, der nicht in die verfügbare Kapazität passt, auf einen Termin verschoben, an dem Kapazität vorhanden ist. Allerdings wirkt das nur für Ressourcen, für die Sie es aktivieren. Außerdem arbeitet es mit einem Zeitfenster, das festlegt, wie viele Tage als endlich betrachtet werden. Microsoft warnt, dass ein Zeitfenster von einem Tag für die meisten Fertiger wahrscheinlich zu kurz ist. Zudem heißt es, endliche Kapazität sollte nicht verwendet werden, wenn sich die Kapazität mit dem Bedarf ändert, etwa bei schichtabhängiger Kapazität. Sieht Ihr Engpass so aus, haben Sie schon vor dem Gespräch mit einem Anbieter etwas gelernt. Ihr eigenes ERP kann sich davon unterscheiden. Suchen Sie deshalb in dessen Dokumentation nach denselben Arten von Einschränkungen. Das verwandte Konzept der endlichen Kapazitätsplanung bildet die Grundlage für all das.

Welche Kriterien unterscheiden einzelne APS voneinander?

Die Funktionslisten ähneln sich. In der Praxis trennen diese Kriterien die Werkzeuge.

  • Modellierung von Einschränkungen: Kann das Werkzeug Ihre realen Grenzen abbilden? Maschinen, Personen mit bestimmten Qualifikationen, Werkzeuge, Schichtkalender, reihenfolgeabhängige Rüstzeiten, Materialfreigabe.
  • Transparenz: Kann ein Planer nachvollziehen, warum ein Auftrag an seiner Stelle steht? Ein Plan, den niemand erklären kann, übersteht die erste Diskussion in der Fertigung nicht.
  • Prioritätsregeln: Können Sie Regeln (Liefertermin, Kunde, Einsparung bei Rüstzeiten) ohne Unterstützung des Anbieters ändern?
  • Manuelle Eingriffe: Kann der Planer einen Auftrag von Hand verschieben, protokolliert das System diesen Eingriff und prüft es die übrigen Aufträge erneut? Klären Sie, was nach einer manuellen Verschiebung mit dem Rest des Plans geschieht.
  • Verhalten bei der Neuplanung: Eine Neuplanung nach einer Störung sollte nur ändern, was geändert werden muss. Ein Plan, der bei jeder Änderung alles umsortiert, ist in der Fertigung nicht brauchbar. Das Fraunhofer IPA weist außerdem darauf hin, dass sich Pläne nie exakt umsetzen lassen. Deshalb brauchen Sie eine Toleranz für Abweichungen zwischen Ist und Plan.
  • Datenschnittstellen: Wie erhält das Werkzeug Aufträge, Arbeitspläne und Fortschrittsmeldungen, und wer pflegt diese Schnittstellen?
  • Laufzeit: Wie lange dauert eine vollständige Planung bei Ihrem Datenvolumen? Das Fraunhofer IPA nennt Laufzeiten im Minutenbereich, die eine reine Nachtplanung fragwürdig machen. Testen Sie dennoch Ihr eigenes Datenvolumen.
  • Was-wäre-wenn: Lässt sich ein Szenario testen, ohne den laufenden Plan anzufassen?
  • Aufwand für die Planung: Wie viel Zeit kostet es, die Stammdaten und Regeln dauerhaft aktuell zu halten?
  • Kosten über mehrere Jahre: Lizenz, Schnittstellen, Pflege der Stammdaten, Schulung, Upgrades.

Was sollten Sie einen Anbieter fragen?

Nehmen Sie diese Punkte mit in das erste Gespräch. Gute Antworten sind konkret, und vage Antworten sagen ebenfalls etwas aus.

  • Zeigen Sie mir einen Plan, der auf unseren Daten basiert, nicht auf Ihrer Beispielanlage.
  • Was passiert, wenn eine Maschine um 10 Uhr stehen bleibt? Was ändert sich, und was nicht?
  • Wie werden reihenfolgeabhängige Rüstvorgänge behandelt?
  • Welche unserer Regeln kann ein Planer allein ändern?
  • Wie werden manuelle Eingriffe protokolliert und überprüft?
  • Welche Datenqualität benötigen Sie von uns, und was tun Sie, wenn Daten fehlen?
  • Wer verantwortet die Schnittstelle zu unserem ERP und zum Shopfloor-System?
  • Womit haben Kunden in einem ähnlichen Prozess (Werkstattfertigung, Serienfertigung, Chargenfertigung) meist zu kämpfen?
  • Können wir unser Modell, unsere Regeln und Daten exportieren, wenn wir uns trennen?

Wie testen Sie ein APS, bevor Sie es kaufen?

Nutzen Sie einen Replay. Das ist der günstigste Weg, Marketing von Passgenauigkeit zu trennen.

  1. Wählen Sie eine reale, vergangene Woche mit einem normalen Maß an Problemen.
  2. Laden Sie Aufträge, Arbeitspläne, Kalender und Ressourcen so, wie sie zu Beginn dieser Woche waren.
  3. Lassen Sie das Tool einen Plan erstellen.
  4. Vergleichen Sie ihn mit dem tatsächlichen Verlauf und mit dem Plan des Planers: verspätete Aufträge, Anzahl der Rüstvorgänge, Überstunden, Leerlaufzeit am Engpass.
  5. Lösen Sie eine Störung aus, etwa einen zweistündigen Stillstand am Engpass, und prüfen Sie, was die Neuplanung ändert.
  6. Lassen Sie einen Planer das Tool einen Tag lang nutzen und notieren Sie jede Stelle, an der er ihm nicht vertraut oder es nicht versteht.

Vereinbaren Sie Erfolgskriterien, bevor Sie beginnen. Andernfalls wird nachträglich über die Ergebnisse gestritten.

Beispiel: Ein Replay mit erfundenen Zahlen

Dieses Beispiel ist erfunden, um zu zeigen, wie man einen Replay liest. Es handelt sich nicht um ein gemessenes Ergebnis.

Die tatsächliche Woche eines Planers hatte 120 Aufträge, davon 14 verspätet. Der Plan des Tools zeigt 9 verspätete Aufträge. Ein Anbieter würde hier aufhören und von einem Gewinn sprechen. Ein sorgfältiges Team sieht sich die fünf Aufträge an, die das Tool angeblich „gerettet“ hat. Zwei hingen von einer Maschine ab, die in dieser Woche tatsächlich größtenteils stillstand, und das Tool wusste es nicht, weil Stillstände nicht in den Eingangsdaten enthalten waren. Einer hing von einer Arbeitsplanzeit ab, die zu optimistisch war. Nur zwei waren echte Verbesserungen. Das ehrliche Ergebnis lautet: „Das Tool ist wahrscheinlich besser, und unsere Daten haben eine Lücke, die wir schließen sollten.“ Das ist in beiden Fällen ein nützlicher Befund.

Was braucht ein Rollout?

Vor allem Daten und klare Verantwortlichkeiten, weniger Software.

  • Saubere Arbeitspläne, Prozesszeiten, Rüstzeiten und Kalender. Planen Sie zuerst die Bereinigung der Daten ein und setzen Sie den Projektzeitplan anhand dieses Aufwands, nicht anhand der Folie eines Anbieters.
  • Eine namentlich benannte verantwortliche Person für die Stammdaten und eine für die Planungsregeln.
  • Ein Start mit einem Bereich, oft dem rund um den Engpass. Erweitern Sie den Umfang, wenn die Planer den Ergebnissen vertrauen.
  • Rückmeldungen aus der Produktion: begonnene, fertiggestellte und verschrottete Mengen sowie Stillstände. Ohne sie weicht der Plan innerhalb weniger Tage von der Realität ab.
  • In den ersten Monaten ein wöchentlicher Review der Planeinhaltung. Power BI oder ein beliebiges Reporting-Tool kann Soll und Ist gegenüberstellen.

Häufige Fehler

  • Funktionen kaufen statt Passgenauigkeit prüfen. Eine lange Liste von Modulen hilft nicht, wenn Ihr Problem ein einziger Engpass ist.
  • Den ERP-Abgleich überspringen. Ihr ERP deckt manche dieser Anforderungen möglicherweise schon ab.
  • Demo-Daten vertrauen. Eine Demo mit einer Beispielanlage zeigt, wie sich das Tool im Idealfall verhält.
  • Stammdaten ignorieren. Falsche Arbeitsplanzeiten erzeugen saubere, aber falsche Pläne.
  • Den Planer aus dem Regelkreis nehmen. Der Planer muss eingreifen können und sehen, warum.
  • Unklare Zuständigkeit zwischen APS und MES. Zwei Auftragslisten führen zu zwei Wahrheiten.
  • Einen perfekten Plan erwarten. Pläne weichen immer ab. Planen Sie eine Toleranz und eine Routine zur Neuplanung ein.

Wo Polaris passt

Wenn Sie einen realisierbaren Plan unter Nebenbedingungen brauchen, ist iFAKT Polaris eine Option, die Sie sich ansehen sollten. iFAKT beschreibt Polaris als KI plus digitalen Zwilling für die Produktion. Das Modul Polaris Optimizer wandelt einen Wissensgraphen aus Produkt, Prozess und Ressource in einen ausführbaren, optimierten Produktionsplan um. Grundlage sind Echtzeit-ERP-Daten, die Verfügbarkeit der Ressourcen und Nebenbedingungen wie Schichten, Zonen, Qualifikationen und Kapazitäten. Das Tool erkennt Engpässe, priorisiert Aufträge, analysiert die Auswirkungen von Störungen und plant neu. Ob es passt, hängt von Ihrem Prozess und Ihren Daten ab. Testen Sie es deshalb zuerst mit dem oben beschriebenen Replay-Test in einem klar abgegrenzten Bereich.

Verwandte Themen zum Vertiefen

  • Terminplanung über mehrere Standorte. Teilen sich Werke Ressourcen oder Aufträge, legen Sie fest, ob ein Team oder jeder Standort seinen eigenen Plan verantwortet.
  • Hoher Variantenreichtum und Fertigung auf Bestellung. Einzigartige Arbeitspläne und lange Engineering-Durchlaufzeiten verändern, was ein Planungswerkzeug leisten muss.
  • Bedarfssignale. Wie schnell Kundenaufträge und Änderungen im Plan ankommen, bestimmt, wie oft Sie neu planen müssen.
  • Terminplanung und Energie. Manche Werke wollen Energiekosten als Eingabe für die Terminplanung. Klären Sie, ob ein Tool das unterstützt, bevor es relevant wird.

Nächster Schritt

Die Bewertung von Software für erweiterte Produktionsplanung und Terminplanung fällt leichter, wenn Sie ein schriftlich formuliertes Problem und eine vergangene Woche zum Nachspielen haben. Ziehen Sie die Auftrags-, Arbeitsplan- und Kalenderdaten einer aktuellen Woche heraus und verwenden Sie sie als Testfall in Ihrem nächsten Gespräch mit dem Anbieter.

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Entitäten in diesem Artikel

Advanced planning and scheduling (APS) Finite capacity scheduling Material requirements planning (MRP) Enterprise resource planning (ERP) Manufacturing execution system (MES) Power BI Polaris Optimizer iFAKT GmbH

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