Produktprozessressourcen-Modelle (PPR): Eine einzige Quelle der Wahrheit für die Produktion

Transparenzhinweis: M365.FM-Host Mirko Peters arbeitet bei der iFAKT GmbH. Diese Seite beschreibt das Unternehmen sachlich; bezahlte Partnerschaften und Links sind als Anzeige gekennzeichnet.

Von Mirko Peters · 2026-11-11

Ein PPR-Modell verknüpft Produkt, Prozess und Ressource in einer Struktur. Erfahren Sie, was es enthält, wie ein Wissensgraph hilft und wie Werkleiter ein solches Modell aufbauen können.

Automatisch mit KI aus dem Originalbeitrag übersetzt. Englisches Original lesen

Ein PPR-Modell verknüpft das Produkt, das Sie fertigen, die Prozessschritte, die zu seiner Herstellung nötig sind, und die Ressourcen, die die Arbeit ausführen können, in einer vernetzten Struktur. Dieser Artikel richtet sich an Werkleiter, die es leid sind, dass im ERP-System, in der Planungstabelle und in der Simulation unterschiedliche Zahlen stehen. Sie erfahren, was ein PPR-Modell enthält, warum eine einzige Quelle der Wahrheit wichtig ist, wie ein Wissensgraph dazu passt und wie Sie in Schritten eine erste Version aufbauen.

Die wichtigsten Punkte

• Ein PPR-Modell verknüpft das herzustellende Produkt, den dafür nötigen Prozess und die Ressourcen, die die Arbeit ausführen können, sodass die drei nie isoliert beschrieben werden.
• Werke führen Zykluszeiten und Arbeitspläne oft in mehreren Systemen und Tabellen. Eine Änderung muss dadurch an vielen Stellen erfolgen, und Fehler schleichen sich ein.
• Ein Wissensgraph speichert diese Verbindungen als Beziehungen, sodass Sie abfragen können, welche Ressourcen für welches Produkt welchen Schritt ausführen können.
• Fähigkeiten entkoppeln einen Prozess von einer festen Maschine, denn das Modell beschreibt, was ein Schritt benötigt, und was eine Ressource bereitstellt.
• Beginnen Sie klein mit einer Produktfamilie, nutzen Sie die Daten, die Ihr ERP-System bereits enthält, und benennen Sie für jedes Datenfeld einen verantwortlichen Eigner.

Was ist ein PPR-Modell?

PPR steht für Produkt, Prozess und Ressource. Ein Referenzpapier zu Fähigkeiten und Skills in der Fertigung beschreibt das PPR-Konzept als Abbildung der drei zentralen Aspekte des Engineerings von Produktionssystemen. Produkte sind die Ein- und Ausgaben der Produktion. Prozesse wandeln Eingaben in Ausgaben um. Ressourcen führen diese Prozesse aus. Siehe das Referenzmodell-Papier zu Fähigkeiten und Skills.

Die Produkt-Prozess-Ressourcen-Struktur hält sie zusammen. Vereinfacht beantwortet sie drei zusammenhängende Fragen:

• Produkt. Was stellen wir her? Varianten, Teile und die Fertigungsstückliste.
• Prozess. Wie wird es hergestellt? Schritte, deren Reihenfolge, Zeiten und Regeln.
• Ressource. Wer oder was führt die Arbeit aus? Maschinen, Werkzeuge und Personal mit ihren Kalendern und Grenzen.

Der Wert liegt in den Verbindungen. Eine Liste der Produkte, eine Liste der Schritte und eine Liste der Maschinen sind drei Listen. Ein PPR-Modell legt fest, welcher Schritt zu welchem Produkt gehört und welche Maschinen und Personen ihn ausführen können.

Warum brauchen Werke eine einzige Quelle der Wahrheit?

Die meisten Werke besitzen diese Informationen bereits, aber an vielen Orten: Arbeitspläne im ERP-System, Zeiten in einer Planungstabelle, Maschinenlisten in der Instandhaltung, Parameter in einem Simulationsmodell. Jede Kopie weicht mit der Zeit ab.

Ein Paper von Ferrer und Kollegen zur Montageautomatisierung beschreibt das zugrunde liegende Problem. PPR-Modellierung gilt als vielversprechend, weil sie die Entwicklungszeit und die Engineering-Kosten senken und eine effiziente Gestaltung und Umkonfiguration von Fertigungsressourcen ermöglichen kann. Das Hindernis ist eine ineffektive Verknüpfung der PPR-Daten. Dadurch hängt der Systementwurf vom Wissen und von der Erfahrung einzelner Ingenieure ab. Lesen Sie die Zusammenfassung des Papers. Das Paper betrachtet die Montageautomatisierung, die Aussage lässt sich aber auf jede Anlage übertragen, in der Produkt-, Prozess- und Ressourcendaten getrennt voneinander gepflegt werden.

Anzeichen dafür, dass in Ihrer Anlage viele Versionen der Wahrheit existieren:

• Eine Taktzeit ändert sich, aber die Terminplanung, das Angebot und die Simulation verwenden weiterhin den alten Wert.
• Planer führen eine eigene Tabelle, weil sie dem System nicht vertrauen.
• Niemand kann schnell sagen, welche Produkte betroffen sind, wenn eine Maschine ausfällt.
• Eine neue Produktvariante braucht Wochen an Dateneingabe, bevor sie geplant werden kann.

Was gehört ins Modell?

Eine erste brauchbare Version benötigt weniger, als Sie vielleicht denken. Beginnen Sie für jeden Bereich mit den Feldern, die die Planung tatsächlich nutzt.

Produkt

1. Produkt- und Variantenkennungen
2. Fertigungsstückliste (was woraus gefertigt wird)
3. Qualitäts- oder Prüfanforderungen, die den Arbeitsablauf beeinflussen

Prozess

1. Arbeitsschritte und ihre Reihenfolge, einschließlich Alternativen
2. Zeiten pro Einheit und Rüstzeiten
3. Benötigte Qualifikationen oder Werkzeuge für jeden Arbeitsschritt

Ressource

1. Maschinen, Arbeitsplätze, Werkzeuge und Personal
2. Kalender, Schichten und geplante Stillstandszeiten
3. Kapazität, Fähigkeiten und Qualifikationen

Ergänzen Sie danach die Verknüpfungen: Jeder Arbeitsschritt verweist auf die Produkte, zu denen er gehört, und auf die Ressourcen, die ihn ausführen können. Das Referenzpaper erklärt, warum das hilfreich ist. Eine Fähigkeit beschreibt die Funktion, die ein Prozess benötigt, und eine Ressource stellt sie bereit. Damit wird „die sonst starre Verbindung zwischen Prozessen und Ressourcen entkoppelt“. In der Praxis beschreiben Sie, was ein Schritt erfordert und was jede Ressource leistet. Eine bestimmte Maschine fest in den Arbeitsplan einzutragen, ist nicht nötig.

Worin unterscheidet sich das von einer Stückliste und einem Arbeitsplan?

Eine Stückliste listet die Teile eines Produkts auf. Ein Arbeitsplan listet die Arbeitsschritte und die Arbeitsplätze. Beide gehören zu den Fertigungsstammdaten, und beide sind notwendig. Jede beschreibt jedoch nur eine Seite. Die Stückliste sagt nicht, wie die Teile verbunden werden. Der Arbeitsplan nennt häufig einen festen Arbeitsplatz und verbirgt damit die anderen Maschinen, die dieselbe Aufgabe übernehmen könnten.

Ein PPR-Modell verwendet beides als Eingaben und ergänzt, was fehlt: die Verknüpfungen zu den Ressourcen und deren Grenzen. So können Planung, Simulation und Reporting auf denselben Daten aufbauen. Außerdem unterstützt es eine dynamischere und anpassungsfähigere Arbeitsweise. Fällt eine Maschine aus oder kommt eine neue Variante hinzu, können Sie nach einer anderen Ressource suchen, die die benötigte Fähigkeit bereitstellt. Sie müssen dafür nicht viele Arbeitspläne manuell ändern.

Wie hilft ein Knowledge Graph?

Ein Graph ist eine Möglichkeit, Daten als Objekte und die Beziehungen zwischen ihnen zu speichern. In einem PPR-Graphen sind Produkte, Schritte und Ressourcen die Knoten, und „wird hergestellt durch“, „benötigt“ und „kann ausgeführt werden auf“ sind die Beziehungen.

Der Nutzen zeigt sich, wenn Sie Fragen stellen, die alle drei Bereiche betreffen:

• Welche Ressourcen können Schritt 30 der Produktfamilie A ausführen?
• Welche Produkte verlieren ihre einzige qualifizierte Bedienperson, wenn eine Person fehlt?
• Welche Schritte nutzen dieselbe Engpassmaschine?
• Was ändert sich, wenn eine neue Maschine hinzukommt?

Bei einer Reihe getrennter Tabellen braucht jede Frage einen neuen Bericht. In einem Knowledge Graph folgen Sie den Verknüpfungen. Außerdem lässt er sich leichter erweitern: Eine neue Art von Beziehung, etwa eine Werkzeuganforderung, erfordert keinen Neuentwurf.

Beispiel: eine Änderung, viele Bearbeitungen

Dieses Beispiel verwendet angenommene Zahlen.

Eine Anlage stellt 40 Produkte her. Die Taktzeit eines Bohrschritts auf Maschine M3 ändert sich. Dieser Schritt kommt in den Arbeitsplänen von 6 Produkten vor. Die Zeit ist an 4 Stellen gespeichert: im ERP-System, in einer Planungstabelle, im MES und in einem Simulationsmodell.

Ohne gemeinsames Modell. Der Planer führt 6 × 4 = 24 Bearbeitungen durch. Angenommen, jede manuelle Bearbeitung hat eine Fehlerwahrscheinlichkeit oder wird mit 2 Prozent Wahrscheinlichkeit vergessen. Die Wahrscheinlichkeit, dass alle 24 Bearbeitungen korrekt sind, beträgt 0,98 hoch 24, also etwa 0,62. Die Wahrscheinlichkeit für mindestens einen Fehler liegt damit bei etwa 1 − 0,62 = 38 %.

Mit einer einzigen Quelle. Die Zeit wird einmal gespeichert, an der Verbindung zwischen Arbeitsschritt und Maschine, und alle Produkte und Werkzeuge lesen sie von dort. Eine Änderung, und die Fehlerwahrscheinlichkeit entspricht den 2 Prozent dieser einzelnen Änderung.

Die Zahlen sind erfunden, die Logik gilt aber allgemein: Je mehr Kopien es gibt, desto mehr Stellen gibt es für einen falschen Wert. Eine einzige Quelle der Wahrheit beseitigt keine Fehler, verringert aber die Zahl der Stellen, an denen sie auftreten können.

Wie baut man sie Schritt für Schritt auf?

1. Wählen Sie eine Produktfamilie und einen Bereich, zum Beispiel die Engpass-Linie. Modellieren Sie nicht zuerst die gesamte Anlage.
2. Sammeln Sie die vorhandenen Daten. Übernehmen Sie Arbeitspläne, Stücklisten, Zeiten und Ressourcenlisten aus dem ERP-System und anderen Quellen.
3. Finden Sie die Widersprüche. Vergleichen Sie denselben Wert an verschiedenen Stellen. Entscheiden Sie, welcher korrekt ist und wer dafür verantwortlich ist.
4. Modellieren Sie die Verknüpfungen. Verbinden Sie jeden Arbeitsschritt mit seinen Produkten sowie mit den Ressourcen und Qualifikationen, die ihn ausführen können.
5. Prüfen Sie es mit der Fertigung. Zeigen Sie das Modell Schichtführern und Planern. Fragen Sie: Läuft die Arbeit wirklich so ab?
6. Binden Sie die Verbraucher an. Planung, Simulation und Reporting sollten das Modell lesen, nicht eigene Kopien.
7. Halten Sie es lebendig. Benennen Sie für jedes Feld einen Datenverantwortlichen und legen Sie eine Regel für Änderungen fest.

Häufige Fehler

• Zuerst alles modellieren wollen. Beginnen Sie mit einer Familie und erweitern Sie den Umfang danach.
• Die Fehler des ERP-Systems übernehmen. Ein Modell auf Basis falscher Zeiten ist ein gut strukturiertes falsches Modell. Prüfen Sie zentrale Werte an der Maschine.
• Kein Datenverantwortlicher. Wenn niemand für ein Feld verantwortlich ist, driftet es wieder auseinander.
• Maschinen fest in Arbeitspläne codieren. Beschreiben Sie die Anforderung und lassen Sie das Modell die passenden Ressourcen finden.
• Ein Modell bauen, das niemand nutzt. Wenn Planung und Simulation weiterhin eigene Kopien verwenden, haben Sie nur eine weitere Kopie hinzugefügt.
• Menschen und Qualifikationen auslassen. Bediener und ihre Qualifikationen sind oft die eigentliche Grenze.

Wie Software helfen kann

Ein PPR-Modell lässt sich mit einer Graphdatenbank, einer Datenplattform oder einem spezialisierten Tool aufbauen. iFAKT's Polaris Designer ist ein Modul von iFAKT Polaris, das einen Produkt-Prozess-Ressourcen-Wissensgraphen als einzige Quelle der Wahrheit für Produkte, Arbeitsschritte und Ressourcen aufbaut. Wenn Sie Tools vergleichen, fragen Sie, woher die Daten stammen, wie Widersprüche zwischen Quellen angezeigt werden und wie andere Werkzeuge, etwa Planung und Simulation, das Modell lesen.

Nächster Schritt

Wählen Sie eine Produktfamilie und halten Sie Produkte, Arbeitsschritte und Ressourcen mit den Verknüpfungen zwischen ihnen auf einem Blatt fest. Vergleichen Sie die Zeiten in Ihrem ERP-System mit denen an der Maschine, und Sie haben die erste Version eines PPR-Modells sowie eine Liste der Daten, die Sie korrigieren müssen.