Closed-Loop-Produktionsplanung: Die Lücke zwischen Plan und Produktion schließen
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Von Mirko Peters ·
Closed-Loop-Produktionsplanung führt den realen Fortschritt zurück in den Plan. Erfahren Sie, wie der Regelkreis funktioniert, welche Daten er braucht und wie Werkleiter einsteigen können.
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Closed-Loop-Produktionsplanung bedeutet, dass Planung, Ausführung, Messung und Neuplanung einen durchgehenden Rückkopplungskreislauf bilden. Der Ablaufplan bleibt nach der Freigabe nicht festgeschrieben. Er wird anhand des aktuellen Produktionszustands überarbeitet. Dieser Artikel richtet sich an Werkleiter, die erleben, dass Pläne schon am späten Vormittag auseinanderfallen, und die diese Lücke schließen wollen. Sie erfahren, wie das Verfahren funktioniert, welche Daten es braucht, wie Sie schrittweise einsteigen und welche Fehler Sie vermeiden sollten.
Das Wichtigste in Kürze
- Closed-Loop-Produktionsplanung bedeutet, dass Plan, Ausführung, Messung und Neuplanung einen durchgehenden Rückkopplungskreislauf bilden. Dadurch folgen die Abläufe dem realen Produktionszustand.
- Ein typischer Kreislauf umfasst vier Schritte: Erkennen, dass der Plan nicht mehr gilt, die Auswirkungen bewerten, neu planen und die Änderung an die Produktion kommunizieren.
- Der Kreislauf ist nur so gut wie seine Daten. Ohne verlässliche Fortschrittsmeldungen kann ein System nicht erkennen, ob der Plan noch gilt.
- Neuplanung schafft keine zusätzlichen Kapazitäten. Sie ermöglicht Ihnen aber, frühzeitig zu entscheiden, welcher Auftrag sich verschiebt und wer informiert werden muss, statt es erst am Schichtende zu erfahren.
- Vermeiden Sie ständige Planänderungen: Legen Sie Regeln fest, welche Ereignisse eine Neuplanung auslösen, und frieren Sie den kurzfristigen Horizont ein, damit die Produktion nicht verunsichert wird.
Was ist Closed-Loop-Produktionsplanung?
Denken Sie an eine Heizung mit Thermostat, eine einfache Regelung. Sie misst die Raumtemperatur und passt die Heizleistung an. Ein Open-Loop-Plan, also ein Plan ohne Rückmeldung, gleicht einer Heizung mit fester Zeitschaltuhr. Open-Loop- gegenüber Closed-Loop-Planung ist der Unterschied zwischen Zeitschaltuhr und Thermostat. In der Produktion heißt Closed-Loop-Planung, dass der Ablaufplan anhand dessen angepasst wird, was tatsächlich geschieht: wie weit jeder Auftrag fortgeschritten ist, welche Maschine stehen geblieben ist und welches Material zu spät kommt.
Bei der Closed-Loop-Produktionsterminplanung bilden Planung, Ausführung in der Produktion, Messung, Lernen und Neuplanung einen durchgehenden Rückkopplungskreislauf. Der Ablauf wird deshalb anhand des aktuellen Produktionszustands überarbeitet und bleibt nach der Freigabe nicht statisch.
Die Idee ist alt. Ein Glossareintrag zu Closed-Loop-MRP beschreibt sie als System mit einer Rückkopplungsfunktion, die Aufgaben wie Einkauf, Terminplanung und Auftragsfreigabe miteinander verbindet. Siehe den Capterra-Glossareintrag zu Closed-Loop-MRP. Später erweiterte MRP II die Fertigungsplanung um weitere Ressourcen und ergänzte die Kapazitätsplanung. Beide, MRP und MRP II, gelten als Vorläufer von ERP. Neu ist, dass Sensoren, das Internet der Dinge, Terminals und Planungssoftware schnelle Rückmeldungen für mehr Werke möglich machen. Industrielle IoT-Sensoren und Automatisierung helfen dabei. Ein Closed Loop verknüpft Planung und Ausführung in einem Planungssystem, von der Produktionsplanung und -steuerung bis zum Produktionsprozess selbst, auf Basis von Echtzeitdaten.
Warum driften Pläne von der Produktion ab?
Jeder Produktionsplan beruht auf Annahmen: Maschinen laufen, Material kommt rechtzeitig an, Personal ist anwesend, Aufträge dauern die geplante Zeit. Am Tag selbst treffen einige dieser Annahmen nicht zu. Ein Plan ohne Rückmeldung bemerkt das nicht. Typische Ursachen für Abweichungen sind:
- Maschinenausfälle und kurze Stillstände
- verspätetes oder fehlendes Material
- Personalausfälle
- Qualitätsprobleme, die Nacharbeit erfordern
- Eilaufträge und Prioritätsänderungen aus dem Vertrieb
Ein geschlossener Regelkreis hilft auch der Lieferkette: Wenn eine Neuplanung einen Liefertermin verschiebt, können Einkauf und Vertrieb reagieren, und die Lieferzeiten, die Kunden zugesagt werden, werden realistischer. Ohne Rückmeldung erfährt die Planerin oder der Planer von Abweichungen erst spät, oft am Schichtende oder am nächsten Morgen. Dann sind die Optionen gering. Mit Rückmeldung ist dasselbe Ereignis innerhalb von Minuten sichtbar, und es bleibt Spielraum für Entscheidungen.
Wie gelangt die Rückmeldung in den Plan?
Delfoi, ein Anbieter von Planungssoftware, beschreibt die Neuplanung in Echtzeit als geschlossenen Regelkreis mit vier Schritten. Siehe dazu den Artikel zur Neuplanung der Produktion in Echtzeit. Die Schritte sind:
- Erkennen. Ein Signal zeigt, dass der aktuelle Plan nicht mehr gültig ist. Es kann von einem Maschinensensor, einem ERP-Ereignis oder von einer Schichtleitung kommen.
- Bewerten. Ermitteln Sie die betroffenen Aufträge und eine neue machbare Reihenfolge unter Berücksichtigung von Ressourcenverfügbarkeit, Materialstatus und Prioritäten.
- Neu planen. Erstellen Sie einen aktualisierten Plan, der Maschinenkapazität, Werkzeuge, Qualifikationen und Liefertermine berücksichtigt.
- Kommunizieren. Senden Sie die Aktualisierung an die Anzeigen an der Linie, an die Dashboards der Schichtleitung und bei Bedarf an die Liefertermin-Schätzung für den Kunden.
Der gleiche Artikel weist darauf hin, dass die Neuplanung eines Auftrags die nachfolgenden Aufträge auf denselben Ressourcen verschiebt, sodass diese Auswirkungen sichtbar sein sollten. Außerdem heißt es, dass kleine Ereignisse bei Aufträgen mit niedriger Priorität durch Puffer aufgefangen werden können, während ein Stillstand an einem Engpass eine vollständige Neuplanung erforderlich machen kann. Auslöser ist das Ereignis, nicht die Gewohnheit der Planerin oder des Planers.
Für den Schritt der Neuplanung brauchen Sie einen Plan, der reale Grenzen berücksichtigt. Genau darum geht es bei der Feinplanung mit endlicher Kapazität: Jede Ressource wird als begrenzt behandelt, sodass Konflikte zwischen Aufträgen sichtbar werden. Rückmeldung ohne diese Logik zeigt nur schneller an, dass der Plan falsch ist.
Welche Daten benötigen Sie?
Delfoi stellt fest, dass die Qualität des Ergebnisses von Genauigkeit und Aktualität der Eingangsdaten abhängt, insbesondere vom tatsächlichen Fertigungsfortschritt. Ohne Fortschrittsmeldungen kann das System nicht erkennen, ob der Plan noch gültig ist. Der Anbieter warnt außerdem vor Plänen, die präzise wirken, aber nicht mit der Realität übereinstimmen. Unternehmen, die die Produktion in Tabellenkalkulationen erfassen oder keine verlässlichen Maschinenstatusdaten haben, rät er, diese Lücken vor oder parallel zur Einführung neuer Planungssoftware zu schließen.
Die Mindestdaten für die Rückmeldung:
- Start und Ende jedes Arbeitsschritts, zumindest aber dessen Status.
- Produzierte Mengen, Ausschuss und Ergebnisse der Qualitätsprüfung, die Nacharbeit auslösen.
- Maschinenstatus, laufend oder gestoppt, mit einem Ursachencode.
- Materialstatus, eingegangen, knapp oder verspätet.
- Verfügbarkeit von Personal, einschließlich Abwesenheiten.
Software, die Produktionsaktivitäten einem Fertigungsauftrag zuordnet, etwa ein Manufacturing Execution System, ist eine gängige Datenquelle. Echtzeit-Rückmeldungen aus der Fertigung sind das Herzstück des Regelkreises. Papierzettel, die nach der Schicht eingetippt werden, reichen nicht aus, weil die Rückmeldung für den Planungsprozess zu spät kommt.
Wie vermeiden Sie einen Plan, der sich ständig ändert?
Rückmeldungen können zu Rauschen werden. Das Oracle-Glossar definiert Nervosität als Merkmal von MRP-Systemen, bei dem geringfügige Änderungen der Pläne auf höheren Ebenen erhebliche Änderungen auf niedrigeren Ebenen auslösen. Siehe das Oracle-Glossar. Ein geschlossener Regelkreis kann auf der Linie einen ähnlichen Effekt erzeugen, wenn jedes kleine Ereignis den Plan neu schreibt. Drei Regeln helfen:
- Auslöser definieren. Beispielsweise ein Stillstand am Engpass von mehr als 20 Minuten, ein fehlendes Material für einen Auftrag, der heute beginnt, oder ein neuer Eilauftrag. Kleine Abweichungen werden aufgefangen.
- Den nahen Zeitraum einfrieren. Halten Sie die nächste Stunde oder die nächsten zwei Stunden stabil, damit sich die Schichtleitung vorbereiten kann.
- Änderungen erklären. Zeigen Sie, was sich verschoben hat und warum. Menschen folgen einem Plan, den sie verstehen.
Beispiel: ein Stillstand am Engpass
Dieses Beispiel verwendet angenommene Zahlen.
Eine Engpassmaschine läuft in einer Schicht von 7,5 Stunden, das sind 450 Minuten. Fünf Aufträge sind direkt hintereinander eingeplant:
- J1: 90 Minuten, fällig heute
- J2: 60 Minuten, fällig heute
- J3: 120 Minuten, fällig Freitag
- J4: 75 Minuten, fällig heute
- J5: 105 Minuten, fällig heute
Die Summe beträgt 90 + 60 + 120 + 75 + 105 = 450 Minuten. Der Plan passt genau in die Schicht.
Früh in der Schicht bleibt die Maschine 90 Minuten stehen. Die verfügbare Zeit beträgt damit 450 − 90 = 360 Minuten.
Offener Regelkreis. Der Plan bleibt unverändert. Das Team arbeitet die Aufträge der Reihe nach ab. J1 bis J4 benötigen 345 Minuten, sodass von J5 nur 15 Minuten fertig werden. J5 hat damit noch 105 − 15 = 90 Minuten offen und ist verspätet. Die Planung erfährt das erst am Ende der Schicht.
Geschlossener Regelkreis. Der Stillstand wird sofort gemeldet. Das System erkennt, dass 450 Minuten Arbeit nicht mehr in 360 Minuten passen. Auftrag J3 ist erst am Freitag fällig und kann daher verschoben werden. Die übrigen Aufträge benötigen 450 − 120 = 330 Minuten. Das passt in die 360 Minuten und lässt 30 Minuten Puffer. Alle vier heute fälligen Aufträge werden termingerecht fertig, und J3 wandert auf morgen.
Die Neuplanung hat keine Kapazität geschaffen. Sie hat geholfen, die verbleibenden Minuten besser zu nutzen. Sie hat früh eine Entscheidung getroffen und den Auftrag gewählt, der warten kann. Hätte kein Auftrag warten können, hätte das System es ebenso früh angezeigt, sodass der Werkleiter noch rechtzeitig über Überstunden oder einen Anruf beim Kunden entscheiden kann.
Wie fangen Sie an?
- Wählen Sie einen Bereich aus, am besten den Engpass und die Schritte rund um ihn.
- Machen Sie den Fortschritt sichtbar. Beginnen Sie mit einfachen Statusmeldungen pro Arbeitsgang, nicht mit jedem Detail.
- Legen Sie Auslöser und Verantwortliche fest. Wer entscheidet, und innerhalb welcher Zeit?
- Testen Sie es zuerst manuell. Eine kurze Besprechung zu festen Zeiten kann die Neuplanung zunächst auf Papier durchspielen, um zu lernen, welche Ereignisse wirklich zählen.
- Messen Sie. Erfassen Sie, wie oft sich der Plan ändert, wie lange eine Neuplanung dauert und wie viele Aufträge verspätet waren. Vergleichen Sie dabei geplante und tatsächliche Werte.
- Automatisieren Sie die wiederkehrenden Schritte. Ergänzen Sie Werkzeuge für die Datenerfassung und Neuplanung, sobald die Routine funktioniert.
Häufige Fehler
- Neuplanung ohne verlässliche Daten. Ein schneller, falscher Plan ist schlechter als ein langsamer, richtiger. Rückmeldungen in Echtzeit setzen eine Datenerfassung in Echtzeit voraus.
- Den Plan bei jeder kleinen Abweichung ändern. Definieren Sie Auslöser und fangen Sie kleine Abweichungen über Puffer ab.
- Die Menschen ignorieren, die den Plan umsetzen. Schichtleiter müssen den neuen Plan akzeptieren können, sonst bleibt die Änderung auf dem Bildschirm stecken. Beziehen Sie sie von Anfang an ein.
- Das Ganze als Softwareprojekt behandeln. Behandeln Sie es zuerst als Methode und legen Sie Rollen, Auslöser und Reaktionszeiten fest, bevor Sie Fertigungssoftware einbinden.
- Kein Einfrierfenster. Ein Plan, der sich alle zehn Minuten ändert, lässt sich nicht umsetzen.
- Aus Neuplanungen nicht lernen. Werten Sie die Ursachen von Neuplanungen mit einfachen Analysen aus. Wiederkehrende Ursachen zeigen Probleme, die sich beheben lassen, etwa eine Maschine, die immer wieder stehen bleibt.
Wie Software helfen kann
Ein geschlossener Regelkreis braucht zwei Richtungen: Pläne zur Fertigung und Fortschritte zurück in die Planung. iFAKT's Polaris Operator ist ein Modul von iFAKT Polaris, das Produktionspläne als zeitbasierte Aufgaben in die Fertigung bringt und Fortschritte in Echtzeit an die Planung zurückmeldet. Wenn Sie Werkzeuge bewerten, prüfen Sie, wie Mitarbeitende Fortschritte melden, wie schnell eine Neuplanung für das Team sichtbar wird und wie Änderungen den Personen erklärt werden, die sie umsetzen müssen.
Nächster Schritt
Wählen Sie den Engpass in Ihrem Werk aus, listen Sie die fünf Ereignisse auf, die den Plan am häufigsten durcheinanderbringen, und legen Sie fest, wer auf jedes davon reagiert und wie schnell. Das ist die erste funktionierende Version einer geschlossenen Produktionsplanung, und sie braucht keine neue Software.