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Software für Produktionsplanung und -steuerung: Worauf Sie achten sollten

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Software für Produktionsplanung und -steuerung plant, terminiert und verfolgt Aufträge. Erfahren Sie, was sie abdeckt, wo ERP an seine Grenzen stößt und wie Planer das passende Werkzeug auswählen.

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Software für Produktionsplanung und -steuerung hilft Ihnen zu entscheiden, was Sie wann fertigen, und prüft anschließend, ob die Fertigung dieser Entscheidung folgt. Sie übernimmt drei miteinander verknüpfte Aufgaben: Planung (was produziert und was eingekauft wird), Terminierung (welcher Auftrag in welcher Reihenfolge auf welcher Ressource läuft) und Steuerung (Freigabe von Aufträgen, Fortschrittsverfolgung und Korrektur des Plans). Dieser Artikel richtet sich an Produktionsplaner, die bereits mit einem ERP-System arbeiten und wissen möchten, was darüber hinaus nötig ist und wie sie das passende Werkzeug auswählen.

Das Wichtigste in Kürze

  • Software für Produktionsplanung und -steuerung umfasst drei miteinander verknüpfte Aufgaben: die Planung, was gefertigt wird, die Terminierung, welcher Auftrag wo läuft, und die Steuerung der Ausführung gegen den Plan.
  • ERP-Hauptplanung und ERP-Terminierung sind getrennte Schritte. In manchen ERP-Produkten berücksichtigt der Planungslauf zudem keine endliche Kapazität.
  • Eine Terminierungsebene lohnt sich, wenn die Reihenfolge entscheidend ist: bei einem gemeinsam genutzten Engpass, bei Rüstzeiten, die vom vorherigen Auftrag abhängen, oder wenn mehrere Restriktionen gleichzeitig gelten.
  • Software kann nur so gut terminieren, wie es Ihre Arbeitspläne, Zeiten, Kalender und Bestandsdaten zulassen. Prüfen Sie diese Daten deshalb, bevor Sie Werkzeuge vergleichen.
  • Testen Sie an einem Engpass, lassen Sie das Werkzeug parallel zu Ihrer bisherigen Methode laufen und vergleichen Sie Plan und Ist, bevor Sie es ausweiten.

Was deckt Software für Produktionsplanung und -steuerung ab?

Betrachten Sie sie als Regelkreis mit fünf Schritten: planen, freigeben, rückmelden, vergleichen, korrigieren. Die meisten Werkzeuge sind in ein oder zwei Schritten stark. Nur wenige überzeugen in allen fünf.

Die Dokumentation von Microsoft zu Dynamics 365 Supply Chain Management zeigt, wie der Planungsschritt in einem typischen ERP aussieht. Hauptplanung ermittelt den Bedarf aus dem verfügbaren Bestand, vorhandenen Zugängen und genehmigten geplanten Aufträgen. Jede Unterdeckung erzeugt einen neuen geplanten Auftrag, und ein geplanter Fertigungsauftrag enthält die aktive Stückliste und einen Arbeitsplan.

Als Nächstes folgt die Terminierung. Dieselbe Dokumentation unterscheidet zwischen Vorgangsterminierung und Auftragsterminierung. Die Vorgangsterminierung liefert eine grobe Schätzung des Fertigungsprozesses über die Zeit und zerlegt den Arbeitsplan nicht in Aufträge. Die Auftragsterminierung wird für einzelne Aufträge in der Fertigung über einen kurzfristigen Horizont eingesetzt. Bei endlicher Kapazität hängt der Terminplan von der Verfügbarkeit der Ressourcen ab, die der Auftrag benötigt.

Steuerung beginnt nach der Freigabe. Im Überblick über den Produktionsprozess wird ein Auftrag freigegeben, sobald die Terminplanung abgeschlossen ist und das Material entnommen werden kann. Danach werden Fortschritt und Verbrauch erfasst, Fertigware wird eingebucht und der Auftrag wird beendet. Forscher am FIR-Institut an der RWTH Aachen beschreiben dieselbe Idee als permanente Rückkopplungsschleife: Auftragsstatus und Ressourcenverbrauch fließen zurück ins ERP-System, und Plandaten werden laufend mit den Istdaten abgeglichen.

Entscheidend ist, dass sich der Regelkreis schließt. Ein Werkzeug, das nur einen Plan erstellt, ist ein Planungswerkzeug. Ein Werkzeug, das außerdem sieht, was passiert ist, und darauf reagiert, ist Produktionsplanung und -steuerung.

Was leistet Ihr ERP-System bereits, und wo hört es auf?

Beginnen Sie bei dem, was Sie bereits besitzen. Ihr ERP-System berechnet mit großer Wahrscheinlichkeit Materialbedarfe und erstellt geplante Aufträge. Viele Werke hören dort auf und übernehmen die Reihenfolgeplanung in Tabellenkalkulationen oder im Kopf des Planers.

Ein Blick auf die Details eines Produkts zeigt, warum. In der Microsoft-Dokumentation zur Planungsoptimierung erhält ein geplanter Produktionsauftrag die statische Vorlaufzeit des freigegebenen Produkts. Die arbeitsgangbasierte Terminierung, die Arbeitsgangdaten und Kapazitätsrestriktionen berücksichtigt, erfolgt bei der Festlegung des Auftrags. Änderungen an einem geplanten Auftrag wirken sich erst beim nächsten Lauf der Hauptplanung auf den übrigen Plan aus. Und die Seite zur Terminierung von Vorgängen hält fest, dass endliche Kapazität nicht berücksichtigt wird, wenn die mehrstufige Hauptplanung mit der Terminierung von Vorgängen verwendet wird.

Das ist eine Designentscheidung bei einem Produkt, kein Fehler. Sie zeigt jedoch ein Muster, das Sie in vielen ERP-Systemen finden werden: Der Planungslauf beantwortet die Frage „was wird bis wann benötigt“, während die Frage „in welcher Reihenfolge, auf welcher Maschine, mit welcher Besetzung“ von einem anderen Schritt beantwortet wird. Wenn Sie Dynamics 365 Supply Chain Management einsetzen, prüfen Sie, was Ihre Version in jedem Schritt tut. Wenn Sie ein anderes System betreiben, stellen Sie Ihrem Anbieter dieselbe Frage in einfachen Worten: Berücksichtigt der Planungslauf die Kapazität, oder zeigt er mir eine Überlastung erst im Nachhinein an?

Wenn die Antwort lautet „Er zeigt nur die Überlastung an“ und Ihre Reihenfolge eine Rolle spielt, ergibt eine zusätzliche Terminierungsebene Sinn. Das ist das Gebiet der erweiterten Planung und Terminierung: Software, die aus Kapazität, Kalendern, Material, Arbeitsplänen und Prioritäten einen machbaren Ablaufplan erstellt.

Wann brauchen Sie mehr als die ERP-Terminierung?

Vielleicht nie. Ein Werk mit stabilen Arbeitsplänen, ausreichend Kapazität und wenigen Rüstwechseln kann mit der ERP-Planung und einem sorgfältigen Planer gut laufen. Ergänzen Sie ein Terminierungswerkzeug, wenn Sie diese Anzeichen beobachten:

  • Eine Ressource oder ein Arbeitsplatz bestimmt Ihre Ausbringung, und Aufträge stauen sich davor.
  • Die Rüstzeit hängt davon ab, was zuvor lief, daher verändert die Reihenfolge die tatsächliche Kapazität.
  • Mehrere Restriktionen wirken gleichzeitig: Maschine, Werkzeug, qualifiziertes Personal und Material.
  • Ihre Planer verbringen mehr Zeit damit, den Ablaufplan neu aufzubauen, als damit, ihn zu beurteilen.
  • Kunden fragen nach Lieferterminen, und Sie können ohne einen halben Tag manueller Arbeit nicht antworten.

Wenn keines dieser Anzeichen zutrifft, investieren Sie Ihre erste Mühe lieber in Daten und in die Rückmeldung aus der Fertigung. Ein besserer Terminierer auf schlechten Daten liefert selbstsicher, aber falsch geplante Abläufe.

Welche Funktionen zählen beim Vergleich von Werkzeugen?

Verzichten Sie auf die Funktionscheckliste aus dem Prospekt. Fragen Sie, wie das Werkzeug Ihre schwierigsten eigenen Fälle behandelt.

  1. Welche Restriktionen kann es abbilden: Maschinen, Werkzeuge, Schichten, Qualifikationen, Zonen, Materialverfügbarkeit? Nennen Sie dem Anbieter Ihre drei schwierigsten.
  2. Lastet es die Kapazität endlich aus, sodass ein Ablaufplan immer machbar ist, oder zeigt es Ihnen eine Überlastung, die Sie manuell beheben müssen?
  3. Können Sie den Plan kopieren, eine Sache ändern und beide Versionen vergleichen?
  4. Wie lange dauert eine Neuterminierung nach einer Störung, und zeigt das Werkzeug, was sich warum verschoben hat?
  5. Wie gelangt der Plan an die Fertigungsfläche: Ausdruck, Bildschirm, Aufgabenliste?
  6. Wie kommt der Fortschritt zurück, und wer oder was meldet ihn?
  7. Woher stammen die Daten, wer pflegt die Zuordnung, und was passiert, wenn sich ein Arbeitsplan ändert?
  8. Können Ihre Planer Regeln und Prioritäten ändern, ohne den Anbieter anzurufen?
  9. Was kostet es über drei Jahre, einschließlich Schulung und Schnittstellen?

Führen Sie diese Fragen in einem Pilotprojekt mit Ihren eigenen Daten durch. Eine Demo mit einer Beispielfabrik sagt wenig über Ihre aus.

Welche Daten braucht es?

Jedes Werkzeug für die Terminplanung benötigt dieselben Grundlagen:

  • Arbeitspläne mit Arbeitsgangfolge, Laufzeiten und Rüstzeiten
  • Stücklisten und die jeweils richtige Version für jeden Auftrag
  • Ressourcen, Kalender und Schichtmodelle
  • Fähigkeiten oder Qualifikationen, soweit sie die Kapazität begrenzen
  • Bestände und offene Bestellungen
  • Den aktuellen Status jedes Auftrags

Den Laufzeiten im Arbeitsplan gebührt die größte Aufmerksamkeit. Wenn der Arbeitsplan sagt, ein Arbeitsgang dauert 12 Minuten, tatsächlich dauert er aber 20, ist jede Terminplanung in dieselbe Richtung falsch, und der Planer gibt der Software die Schuld. Nehmen Sie eine Handvoll aktueller Aufträge und vergleichen Sie die Laufzeit aus dem Arbeitsplan mit dem, was tatsächlich passiert ist. Beheben Sie die Abweichungen zuerst an Ihrem Engpass.

Wie rollen Sie es aus?

Halten Sie das erste Projekt klein und messbar.

  1. Wählen Sie einen Bereich, in der Regel den Engpass-Arbeitsplatz und die Arbeitsgänge rund um ihn.
  2. Legen Sie die Entscheidung fest, die das Werkzeug unterstützen soll, zum Beispiel „Welcher Auftrag startet als Nächstes an der Maschine, und wann ist jeder Auftrag fertig?“.
  3. Bereinigen Sie die Daten für diesen Bereich: Arbeitspläne, Zeiten, Kalender, Bestände.
  4. Erstellen Sie den ersten Plan parallel zu Ihrer bisherigen Methode und wechseln Sie noch nicht um.
  5. Vergleichen Sie Plan und Ist über einige Wochen. Notieren Sie, wo der Plan falsch war und warum.
  6. Vereinbaren Sie Regeln für Änderungen: Was löst eine Neuplanung aus und was bleibt fixiert?
  7. Weiten Sie es auf den nächsten Bereich erst aus, wenn der erste Bereich trägt.

Ein hypothetisches Beispiel zeigt das Muster. Stellen Sie sich eine Zerspanungswerkstatt vor, in der jeder Auftrag durch eine fünfachsige Maschine läuft und der Planer die Reihenfolge nach Liefertermin in einer Tabelle festlegt. Eine endliche Terminplanung könnte zeigen, dass zwei Aufträge mit demselben Werkzeug direkt hintereinander laufen sollten, um einen Rüstwechsel zu sparen. Sie könnte auch zeigen, dass ein dritter Auftrag bis Ende der Woche nicht fertig werden kann, egal in welcher Reihenfolge. Der Planer erfährt das dann am Montag statt am Donnerstag. Keines dieser Details stammt aus einem realen Werk. Sie zeigen, was ein Plan Ihnen frühzeitig sagen kann.

Wie verhindern Sie, dass sich der Plan ständig ändert?

Ein Plan, der jede Stunde neu erstellt wird, ist genauso nutzlos wie einer, der sich nie ändert. Legen Sie im Voraus fest, welcher Teil des Plans fixiert ist, in der Regel die nächsten Stunden oder die nächste Schicht. Legen Sie fest, welche Ereignisse eine Änderung rechtfertigen: Eine Maschine steht still, ein Material ist verspätet, ein Eilauftrag kommt herein. Alles Übrige wartet auf den nächsten Planungszyklus.

Für die Steuerung braucht es außerdem eine Kennzahl. Vergleichen Sie, wie viele Aufträge planmäßig gestartet und fertiggestellt wurden. Eine Abweichung zeigt Ihnen entweder, dass der Plan unrealistisch war oder dass die Fertigung davon abgewichen ist. Beides ist wichtig zu wissen, und beides erfordert unterschiedliche Maßnahmen.

Häufige Fehler

  • Einen Scheduler kaufen, bevor Arbeitsplanzeiten und Kalender geprüft sind.
  • Annehmen, dass der ERP-Planungslauf die Kapazität bereits berücksichtigt, ohne es zu testen.
  • Mit dem gesamten Werk beginnen statt mit einem einzigen Engpass.
  • Nach jeder kleinen Störung den Plan neu erstellen, sodass niemand in der Fertigung ihm mehr vertraut.
  • Dem Planer einen Plan geben, aber keine Möglichkeit, zu sehen, was in der Fertigung tatsächlich passiert ist.
  • Regeln und Prioritäten im Kopf eines einzelnen Planers belassen, sodass das Werkzeug sie nicht abbilden kann.

Wo Polaris passt

Wenn Ihre Lücke zwischen dem ERP-Plan und einem machbaren Plan liegt, ist iFAKT Polaris eine Option, die Sie sich ansehen können. iFAKT beschreibt Polaris als KI plus digitalen Zwilling für die Produktion, der mit ERP-Daten arbeitet. Das Modul Polaris Optimizer wandelt das Produkt-Prozess-Ressourcen-Modell in einen ausführbaren Plan unter Nebenbedingungen wie Ressourcen, Schichten, Zonen, Fähigkeiten und Kapazitäten um und optimiert bei Störungen neu. Das Modul Polaris Operator bringt die Pläne als zeitbasierte Aufgaben in die Fertigung und erfasst Fortschritt, Verzögerungen und Störungen als Rückmeldung. Testen Sie es wie jedes andere Werkzeug zuerst an einem Engpass mit Ihren eigenen Daten.

Verwandte Themen zum Vertiefen

  • Kapazitätsplanung im Vergleich zur endlichen Terminplanung: wann eine wöchentliche Lastübersicht genügt und wann Sie einen täglich machbaren Plan brauchen. Siehe endliche Kapazitätsplanung.
  • So messen Sie die Planeinhaltung: Vergleichen Sie geplanten und tatsächlichen Start und Ende für jeden Auftrag.
  • Wie APS und MES Daten austauschen: Der Plan geht nach unten, der Status kommt zurück. Siehe Manufacturing Execution Systems.
  • Stammdatenqualität für die Planung: Wer ist für Arbeitspläne und Zeiten verantwortlich, und wie oft werden sie geprüft?

Nächster Schritt

Bevor Sie Software für Produktionsplanung und -steuerung auswählen, bestimmen Sie die eine Ressource, die Ihre Leistung entscheidet, und notieren Sie die drei Einschränkungen, die ihren Ablaufplan schwierig machen. Nehmen Sie diese Liste und einen Monat Auftragsdaten in Ihr nächstes Gespräch mit einem Anbieter oder mit Ihrem ERP-Team mit.

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Entitäten in diesem Artikel

Enterprise resource planning (ERP) Dynamics 365 Supply Chain Management Advanced planning and scheduling (APS) Finite capacity scheduling Manufacturing execution system (MES) Polaris Optimizer Polaris Operator iFAKT GmbH

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