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Abb. 1: Regelkreise der strategischen, taktischen und
operativen Produktionsplanung
Im Folgenden werden lediglich die Aufgaben der operativen PPS
näher behandelt. Zu den strategischen und taktischen Aufgaben vgl. Corsten (Corsten, H.
1994 und Corsten, H.
2004); Günther/Tempelmeier (Günther,
H.-O./Tempelmeier, H. 2004); Hahn/Laßmann
(Hahn,
D./Laßmann, G. 1999, Hahn,
D./Laßmann, G. 1993); Hoitsch
(Hoitsch,
H.-J. 1993); Kistner/Steven
(Kistner,
K.-P./Steven, M. 2001); Schneeweiß
(Schneeweiß,
Ch. 2002); Schweitzer (Schweitzer,
M. 1994); Zäpfel (Zäpfel, G.
2000a und Zäpfel, G.
2000b).
II. Aufgaben der
operativen Produktionsplanung und -steuerung
Die Aufgaben der operativen Produktionsplanung entsprechen
den willensbildenden und willensdurchsetzenden Tätigkeiten, die mit der
unmittelbaren Lenkung der Produktion verbunden sind. PPS-Systeme
der Praxis basieren auf einem schrittweise aufeinander folgenden
(»sukzessiven«) Ablauf folgender Teilplanungen:
Im Rahmen der Produktionsprogrammplanung sind – ausgehend von
Absatzprognosen und/oder bereits eingelangten Kundenaufträgen – die zu
produzierenden Enderzeugnisse nach Art, Menge und Termin im Planungszeitraum
festzulegen. Damit wird gleichzeitig der Primärbedarf
fixiert, der als Vorgabe in die Mengenplanung eingeht. Die Genauigkeit, mit der
diese Vorgabe bestimmt wird, entscheidet bereits über die Zuverlässigkeit der
Ergebnisse des PPS-Systems. Je unzuverlässiger die Vorgabe des
Produktionsprogramms ist, umso häufiger sind durch die Steuerung Eingriffe in
das Produktionsgeschehen, z.B. durch Eilaufträge, notwendig. Die Systemunterstützung
durch PPS-Systeme beschränkt sich in vielen Fällen auf die Bereitstellung von Prognoseverfahren, wie z.B. der
exponentiellen Glättung und ihrer Varianten. Diese sind für eine
erwartungsbezogene Programmbildung von Interesse. Optimierungsmodelle, die erlauben,
Produktionsprogramme unter dem Gesichtspunkt von Kosten oder Deckungsbeiträgen
zu ermitteln, fehlen in den computergestützten PPS-Systemen. Neuere PPS-Systeme
beinhalten die Möglichkeit, für Produktgruppen und/oder Enderzeugnisse
Produktionsprogramme zu bilden und mittels einer deterministischen Simulation
diese auf ihre Durchführbarkeit, d.h. den Bedarf an Ressourcen, zu prüfen.
Derartige Eigenschaften bieten MRP II-Systeme (Zäpfel, G.
1994).
Für eine kundenauftragsbezogene Programmbildung ist im
Besonderen die Lieferterminbestimmung wesentlich, die unter Beachtung der
aktuellen Kundenaufträge die Kapazitätssituation des Betriebes und die
Materialdeckung in die Analyse einzubeziehen hat. Auch hier sind deterministische
Simulationen zum rechtzeitigen Erkennen von Kapazitäts- und Materialengpässen
hilfreich. Als Besonderheit tritt hinzu, dass eine terminliche Vorlaufsteuerung
für die auftragsabhängigen Arbeiten der Konstruktion
und Arbeitsplanung im Rahmen einer kundenauftragsbezogenen Programmplanung
vorzunehmen ist.
Die Mengenplanung
ermittelt die Materialien (Repetierfaktoren) nach Art, Menge und Termin, die zu
fertigen bzw. zu beschaffen sind, um das geplante Produktionsprogramm
durchzuführen. Dazu enthalten PPS-Systeme EDV-Programme der
Stücklistenauflösung, die es ermöglichen, den Bedarf an Baugruppen, Teilen, Rohstoffen
– also allgemein den Sekundärbedarf – zu errechnen. Bei der
Nettobedarfsermittlung werden die verfügbaren Lagerbestände der Komponenten
(Lagerbestand, Bestellbestand, Werkstattbestand sowie Reservierungen) in der
Rechnung berücksichtigt. Untrennbar mit diesen Aufgaben ist also eine Bestandsführung verbunden. Diese erfasst
und verbucht Lagerzugänge und Abgänge. Damit lassen sich die buchmäßigen
Lagerbestandswerte feststellen und statistische Auswertungen über den
vergangenen Verbrauch vornehmen. Im Rahmen der Nettobedarfsrechnung ist auch
eine Losgrößen- bzw.
Bestellgrößenrechnung vorgesehen. Viele PPS-Systeme
enthalten dazu einfache Näherungsverfahren, die erlauben, Rüst- und
Lagerhaltungskosten alternativer Auftragsgrößen gegeneinander abzuwägen. Der
Nettobedarf für jede Komponente wird dabei durch eine zeitliche Vorlaufverschiebung auf Perioden zugeordnet. Die
Vorlaufverschiebung basiert auf geplanten Durchlaufzeiten.
Ergebnis dieses Schrittes sind Vorschläge über terminierte
Fertigungsaufträge bzw. über Bestellaufträge für Einkaufsteile.
Wahlweise lässt sich der Bedarf auch durch eine
verbrauchsgesteuerte Disposition (stochastische Bedarfsermittlung) bestimmen:
Diese nimmt keinen Bezug auf das Produktionsprogramm, sondern kontrolliert den
jeweiligen aktuellen Lagerbestand und trifft je nach der Höhe des
Lagerbestandes eine Entscheidung darüber, ob eine Auffüllung des Lagers zu
erfolgen habe oder nicht. In der Regel wird dies nur für die Komponenten mit
geringem Wert durchgeführt.
Die Termin- und
Kapazitätsplanung ermittelt die Start- und Endtermine der Arbeitsvorgänge
für die geplanten Fertigungsaufträge. Basis stellen dabei die Rüstzeiten und
Bearbeitungszeiten je Einheit aus den Arbeitsplänen dar, so wie die in der
Regel vergangenheitsbezogenen Übergangszeiten, die Warte-, Transportzeiten und
dergleichen antizipieren sollen.
Die Termin- und Kapazitätsplanung erfolgt in der
Fertigungsindustrie im Allgemeinen in zwei Schritten. Bei der
Durchlaufterminierung werden die Start- und Endtermine unter Beachtung der
technisch bedingten Arbeitsabläufe festgelegt, ohne aber die Kapazitätsgrenzen zu berücksichtigen. Die
Kapazitätsbedarfsrechnung ermittelt aus diesen terminierten Arbeitsvorgängen
den Kapazitätsbedarf auf den entsprechenden Kapazitätseinheiten in den
einzelnen Planperioden. Dazu werden die Kapazitätsbedarfe der einzelnen
Arbeitsvorgänge je Maschinengruppe und Periode summiert und dem entsprechenden
Kapazitätsangebot gegenübergestellt. Resultat sind ggf. Über- und
Unterdeckungen.
Der zweite Schritt ist die Kapazitätsterminierung. Diese hat
die Aufgabe, Kapazitätsbedarf und -angebot aufeinander abzustimmen, sofern
diese voneinander pro Maschinengruppe und Periode abweichen. In einigen
fortgeschrittenen PPS-Systemen
favorisierte man lange Zeit eine Lösung, diese Aufgabe durch algorithmisch
aufwendige EDV-Programme in Stapelverarbeitung zu unterstützen. Da aufgrund der
langen Laufzeit die EDV-Programme häufig nur in großen Zeitabständen (z.B.
einmal pro Woche) abliefen, waren die Ergebnisse schnell durch die Realität
überholt.
Für die geplanten Fertigungsaufträge aus der Termin- und
Kapazitätsplanung ist im nächsten Schritt zu bestimmen, welche von diesen
kurzfristig aus Termingründen freigegeben werden müssen. Neuerdings enthalten
einige PPS-Systeme den Algorithmus der belastungsorientierten
Auftragsfreigabe. Die Auftragsfreigabe
ist mit einer Verfügbarkeitskontrolle
verbunden. Diese hat zu gewährleisten, dass für die freigegebenen Aufträge das
erforderlich Personal, die Maschinen, die Werkzeuge und Vorrichtungen etc.
bereitstehen. Im Rahmen der automatisierten Fertigung ist auch die
Verfügbarkeit von NC- und Roboter-Programmen sicherzustellen. Für die
freigegebenen und in Arbeit befindlichen Aufträge ist aus Aktualitätsgründen in
vielen Fällen eine erneute Arbeitsgangterminierung – die sog. Terminfeinplanung – erforderlich. Dazu
lassen sich Leitstände heranziehen. Die sich ergebenden Maschinenbelegungspläne
und die benötigten Fertigungsinformationen (z.B. Fertigungsbelege) sind im
Anschluss daran den durchführenden Produktionsstellen zu übermitteln und die
Arbeit zu verteilen.
Der Übergang von
Planung und Steuerung vollzieht sich dort, wo Planvorgaben in
Durchsetzungsaktivitäten übergehen. Allerdings ist diese Schnittstelle nicht
eindeutig, sondern hängt davon ab, inwieweit einzelne Planungsaufgaben (vor
allem die Maschinenbelegungsplanung) von den ausführenden Ebenen übernommen werden
(vgl. die darauf beruhende Unterteilung in zentrale und dezentrale PPS-Systeme
im Kap. III.2).
Wird die Maschinenbelegungsplanung von der zentralen
Planungsstelle durchgeführt, so sind lediglich die ausführenden Tätigkeiten
sowie die Kapazitäts- und Auftragsüberwachung der Steuerung zuzurechnen. Im
anderen Fall (Maschinenbelegung dezentral durch die ausführende Ebene) setzen
die Steuerungsaktivitäten mit der Auftragsfreigabe ein und enthalten mit der
Maschinenbelegung noch planerische Aufgaben.
Die Kapazitäts- und
Auftragsüberwachung beginnt unmittelbar mit dem Fertigungsvollzug. Durch
diese Aktivitäten ist das Produktionsgeschehen zu verfolgen, z.B. der
Fertigungsfortschritt der Kunden- und Fertigungsaufträge sowie die Auslastung
der Kapazitätseinheiten. Die Auftragsfortschrittsüberwachung
betrachtet auftragsbezogene Daten, im Besonderen ob sich die Aufträge
entsprechend den Planwerten nach Qualität, Menge und Zeit verhalten. Damit
lassen sich der Abarbeitungsgrad der Aufträge feststellen sowie ein Vergleich
zwischen Soll- und Istdaten vornehmen, und es lassen sich ggf. Maßnahmen
ergreifen. Die Kapazitätsüberwachung
erfasst maschinenbezogene sowie mitarbeiterbezogene Daten (Anwesenheitszeiten
etc.).
III. Typen der
operativen Produktionsplanung und -steuerung
Bisher wurden die Aufgaben eines Systems der operativen PPS
allgemein dargestellt (vgl. dazu auch Fandel,
G./François, P./Gubitz, K.-M. 1997; Glaser,
H./Geiger, W./Rohde, V. 1992). Die Aufgabenschwerpunkte und damit
die konkrete Gestalt des PPS-Regelkreises hängen vor allem davon ab, wie das
Unternehmen die Unsicherheiten bezüglich der Nachfrage und des
Produktionsprozesses antizipiert.
1. PPS-Konzepte bei Nachfrageunsicherheit
Ungewissheit bezüglich
der Art der Nachfrage besteht für ein Unternehmen dann, wenn es die genaue
Spezifikation des Kundenwunsches noch nicht kennt. Stellt ein Unternehmen
kundenindividuelle Produkte her, so kann es die Ungewissheit dadurch beseitigen
(und dieses Regelungsproblem so lösen), dass es den jeweiligen konkreten
Kundenwunsch abwartet und die Konstruktions- und Fertigungsaufträge erst nach
Vorliegen dieser Äußerung auslöst. Die Programmplanung wird an eingegangenen
Kundenaufträgen ausgerichtet. Das Problem besteht in diesem Fall darin, dass
die Lieferzeiten relativ groß werden können und ein Risiko darin besteht, dass
Wettbewerber kürzere Lieferzeiten offerieren und dadurch Wettbewerbsvorteile
gewinnen.
Ungewissheit bezüglich
der Menge und des Zeitpunktes der Nachfrage besteht für ein Unternehmen
dann, wenn es keine sicheren Vorstellungen über die abzusetzenden Quantitäten
seiner Produkte im Zeitablauf hat. Das Unternehmen hat generell zwei
Möglichkeiten der Ungewissheitsreduzierung:
-
Zum einen kann es durch Antizipation der Nachfrage und
Vorausproduktion versuchen, wettbewerbsfähige Lieferzeiten einzuhalten und
stark schwankende Kapazitätsinanspruchnahmen im Zeitablauf zu vermeiden. Eine
effiziente erwartungsbezogene Regelung setzt aber voraus, dass das
Prognoseproblem gelöst werden kann. Prognosen sind daher grundlegender
Bestandteil der Produktionsregelung.
-
Eine zweite Möglichkeit besteht darin, die
Durchlaufzeiten so kurz zu halten, dass die Produktion erst ausgelöst werden
muss, wenn der konkrete Kundenauftrag eingeht und trotzdem wettbewerbsfähige
Lieferzeiten resultieren.
Zusammenfassend lässt sich die Ungewissheit bezüglich der
Nachfrage dadurch bewältigen, dass die Produktion prognose- oder kundenauftragsgetrieben geregelt wird. Im Folgenden
sollen drei häufig in der Praxis
vorkommende Typen der Produktionsplanung näher skizziert werden, die sich durch
den Kundenauftragsbezug unterscheiden.
a) Kundenauftragsgetriebene
Produktionsplanung
Die rein kundenauftragsgetriebene
Produktionsplanung ist dadurch gekennzeichnet, dass alle Aktivitäten der
Produktion erst nach Eingang der Kundenaufträge ausgelöst werden, d.h. das
Produktionsprogramm basiert auf bereits eingegangenen Kundenaufträgen. Es wird
daher auch Auftragsprogramm genannt. Dabei spielt die Auftragsselektion, d.h.
welche Kundenaufträge angenommen werden können, um einen definierten
Liefertermin einzuhalten, eine entscheidende Rolle.
Für die Bedarfsermittlung an Teilen, Baugruppen etc. besteht
ein Problem darin, dass zum Zeitpunkt der Auftragserteilung durch den Kunden
das Produkt und der technische Ablauf noch nicht in allen Einzelheiten
festliegen. Das Auftragsprogramm löst daher auch Aufträge für den Bereich der Konstruktion
und der Arbeitsplanung (und CAP) aus,
und bei der Durchlaufzeitermittlung für den Kundenauftrag sind diese
Zeitanteile in die Analyse einzubeziehen.
Die Termin- und Kapazitätsplanung für die Teilefertigung
stellt in der Regel eine komplexe Aufgabe dar, vor allem wenn das Enderzeugnis
aus vielen Komponenten (Teilen, Baugruppen u.Ä.) besteht. Es ist laufend über
Start- und Endtermine von Fertigungsaufträgen in den verschiedenen Werkstätten
zu entscheiden. Die Montage
muss aufgrund der Individualität der Produkte in der Lage sein, ein breites
Auftrags-Mix zu bearbeiten. Trotz unterschiedlicher Auftragseingänge müssen mit
der Kapazität abgestimmte Arbeitsinhalte in der Montage entstehen.
Aufgabenschwerpunkte liegen ebenfalls in der Steuerung, da
Abweichungen der Ist- von den Solldaten durch Störungen häufig auftreten und
dadurch Umdispositionen notwendig werden. Müssen die verschiedenen
Kundenaufträge über die Produktionsstellen verfolgt werden, so muss im Rahmen
eines PPS-Systems
ein durchgehender Auftragsbezug gewährleistet sein, d.h. auch Einzelteile
müssen einem Kundenauftrag zugeordnet werden können.
b) Prognosegetriebene Produktionsplanung
Im Rahmen der rein prognosegetriebenen Produktionsplanung
werden die Kundenaufträge aus Lagerbeständen bedient. Es werden
Endlagerbestände angelegt. Das Produktionsprogramm basiert auf
Absatzerwartungen. Der Schwerpunkt bei diesem Produktionstyp liegt auf der
Ermittlung des Primärbedarfs. Die Qualität der Planung hängt also maßgeblich
davon ab, wie genau durch die Programmplanung zukünftige Bedarfe antizipiert
werden können. Das Produktionsprogramm hat die anzustrebenden Lagerbestände
festzulegen (Lagerprogramm), wobei gleichzeitig über die Höhe der
Sicherheitsbestände zu entscheiden ist. Die Letzteren haben zu gewährleisten,
dass für Abweichungen von erwarteten Bedarfswerten und Wiederbeschaffungszeiten
Vorsorge getroffen wird. Treten trotzdem Fehlmengen auf, d.h. können Kundenbedarfe
nicht aus dem Endlager bereitgestellt werden und sind Nachlieferungen möglich,
so entstehen in diesem Fall Fertigungsaufträge, denen bereits ein konkreter
Kundenauftrag zugrunde liegt.
Ist der Primärbedarf bestimmt, so bereitet die Mengenplanung keine
nennenswerten Probleme, da auftragsneutrale Stücklisten vorliegen. Allgemein
erfolgen Konstruktion
und Arbeitsplanung (und CAP)
unabhängig von speziellen Kundenaufträgen. Erzeugnisse bzw. Erzeugnisvarianten
sind bei Auftragseingang vielmehr bereits vollständig definiert.
Die Komplexität der Termin- und Kapazitätsplanung sowie der
Steuerung hängt vor allem davon ab, ob Klein- oder Großserien gefertigt werden
und wie viele Produktionsstufen zu durchlaufen sind.
c) Mischtyp einer sowohl kundenauftrags- als
auch prognosegetriebenen Produktionsplanung
Mischtypen sind
dadurch charakterisieret, dass bestimmte Produktionsstufen aufgrund eines auf
Absatzerwartungen basierenden Produktionsprogramms disponiert und die
Stellgrößen anderer Produktionsstufen rein kundenauftragsbezogen ausgelöst
werden. Die konkrete Gestalt dieses Mischtyps hängt von der gewählten Bevorratungsebene ab, d.h. welche
Wertschöpfungsstufen der Enderzeugnisse bei Auftragseingang auf der Basis von
Absatzerwartungen bereits angestoßen sind. So kann etwa die Montage
durch ein rein kundenauftragsbezogenes Montageprogramm bestimmt sein und der
mengenmäßige und zeitliche Ablauf in der Teilefertigung weitgehend auf einem
erwartungsbezogenen Produktionsprogramm basieren. Zwischen Teilefertigung und
Montage ist eine Bevorratung von fertigen Teilen vorgesehen. Ist eine
Bevorratung auf einer Stufe mit hohem Fertigstellungsgrad der Erzeugnisse (z.B.
Montage) vorgesehen, so ermöglicht dies relativ kurze Lieferfristen, hat aber
eine hohe Kapitalbindung zur Folge, da bereits ein hoher Wertzuwachs bei
Auftragseingang erfolgt ist. Sieht man dagegen eine Bevorratung auf einer Stufe
mit niedrigem Fertigstellungsgrad (z.B. Rohstofflager) vor, so ist die
Kapitalbindung gering, aber die Lieferzeit nimmt zu, da nach Eingang eines
Kundenauftrags noch mehrere Produktionsstufen zu durchlaufen sind. Auf die Wahl
der Bevorratungsebene hat also sowohl die aus Wettbewerbsgründen zu
offerierende Lieferzeit als auch die Länge der Durchlaufzeiten im Unternehmen
einen erheblichen Einfluss. Lassen sich Durchlaufzeiten verkürzen, so ist
tendenziell eine auftragsnähere Disposition möglich.
Im Folgenden wird der Regelkreis eines PPS-Systems
für einen Mischtyp dargestellt. Dabei wird die Annahme getroffen, dass die
Montage rein kundenauftragsgetrieben erfolgt und die Beauftragung der davor
liegenden Produktionsstufen bzw. die Beschaffung durch ein auf Absatzprognosen
basierendes Produktionsprogramm ausgelöst wird. In der Automobilindustrie hat
dieser Typ große praktische Bedeutung.
Der Mischtyp zwischen kundenauftragsbezogener und
erwartungsbezogener Programmbildung führt auf zwei miteinander verbundene
Regelkreise für das PPS-System (vgl. Abb.
2). Man kann auch von einem dualen
Regelkreis des PPS-Systems sprechen, das für diese Mischtypen
charakteristisch ist. Der erwartungsbezogene Regelkreis des PPS-Systems hat als
Stellgröße die Fertigungs- und Bestellaufträge nach Art, Menge und Termin
festzulegen, wobei Absatzprognosen entscheidend sind. Der
kundenauftragsbezogene Regelkreis bestimmt die Montageaufträge und stellt fest,
ob alle Komponenten für dieses Montageprogramm im Teilelager verfügbar sind.
Sind Komponenten nicht rechtzeitig in ausreichendem Maße vorhanden (so genannte
Fehlteile), so löst der kundenauftragsbezogene Regelkreis Eilaufträge aus.
Diese so genannte »Fehlteilesteuerung« verbindet also die beiden
PPS-Regelkreise miteinander. Die Fehlteilesteuerung gründet dabei auf einer
Stücklistenauflösung bis zur Ebene der Bevorratung und einer
Verfügbarkeitsrechnung.
Abb. 2: Duales Regelkreiskonzept für Mischtypen
Für diesen Mischtyp sind von der Konstruktion und Arbeitsplanung
(und CAP) sowohl kundenauftragsneutrale als auch kundenauftragsbezogene
Fertigungsunterlagen zu erstellen.
In jüngster Zeit ist eine zunehmende Tendenz festzustellen,
den Anteil der kundenauftragsgetriebenen Prozesse der Leistungserstellung durch
Restrukturierung des physischen Produktionssystems zu erhöhen.
2. PPS-Konzepte bei Prozessunsicherheit
Unsicherheit bezüglich
des Produktionsprozesses ist dadurch gekennzeichnet, dass die
Planungsstelle nicht zu jedem Zeitpunkt die genauen Systemzustände des realen
Produktionsprozesses kennt. Im Besonderen sind ihr nicht der aktuelle Status
der abgearbeiteten Fertigungsaufträge, die Belegung der Maschinen etc. bekannt,
da ihr keine genauen Rückmeldungen mit dem entsprechenden Detaillierungsgrad
aus dem Fertigungsprozess vorliegen. Damit kann die Produktionsplanung nicht
den jeweiligen aktuellen Fertigungszustand, wie den Fertigungsfortschritt der
einzelnen Arbeitsvorgänge, den Status der einzelnen Maschinen, der
Transportmittel, der Vorrichtungen etc., in seine Entscheidungen einbeziehen.
Um die Ungewissheit in dieser Hinsicht zu bewältigen, kann das
Produktions-Management zum einen versuchen, aktuellere sowie detaillierte
Rückmeldungen zu erhalten, oder es kann den Fertigungsablauf auf einer
aggregierteren Ebene betrachten und lediglich aggregierte Stellgrößen vorgeben,
wobei die Disaggregation dieser Werte, z.B. die Maschinenbelegung, den
durchführenden Produktionsstellen überlassen wird. Dies führt zu zwei
alternativen Regelungskonzepten der PPS: zentral und dezentral organisierte
PPS-Konzepte.
a) Zentrale PPS-Systeme
Zentral organisierte PPS-Konzepte sind dadurch
charakterisiert, dass eine zentrale Planungsstelle den mengenmäßigen und
zeitlichen Produktionsablauf im Einzelnen (auf Arbeitsgangebene) plant und
diese Vorgaben durchzusetzen hat. Den Produktionsstellen verbleibt lediglich
die Ausführung. Für den EDV-Einsatz im Rahmen eines zentralen PPS-Systems
bedeutet das, dass ein einheitliches Programmsystem auf einem Zentralrechner
abläuft, das alle Planungsstufen der Programm- und Mengenplanung sowie der
Termin- und Kapazitätsplanung einschließlich der Belegung der Maschinen und
gegebenenfalls weiterer Ressourcen, wie Werkzeuge, Vorrichtungen etc., umfasst.
Ein derartig konzipiertes PPS-Konzept funktioniert nur dann,
wenn die zentrale Planungsstelle verfügt über
-
aktuelle Rückmeldungen über den Produktionsablauf. Da
laufend Stellgrößen von der zentralen Stelle zu erarbeiten und durchzusetzen
sind, müssen aktuelle Rückmeldungen über den detaillierten Systemzustand in
der Produktion vorliegen (z.B. zeitlicher Fortschritt der Arbeitsvorgänge, Status
der Ressourcen, wie Maschine belegt, gestört etc.). Dies entspricht der
Forderung nach Online-Rückmeldung.
-
ein Prozessmodell, das den realen Fertigungsablauf im
Einzelnen abbildet. Je häufiger und je umfassender Zuordnungsentscheidungen
von Fertigungsaufträgen auf Maschinen, Transport-, Handhabungs- und
Lagereinrichtungen zu fällen sind, umso komplexer ist dieses Prozessmodell zu
gestalten. Erschwerend kommt hinzu, dass Störungen im Produktionsablauf (z.B.
Ausfälle von Maschinen, Auftragsstornierungen etc.) laufend auftreten und so
ein häufiges Durchrechnen des Prozessmodelles erforderlich wird.
Da in der Fertigungsindustrie tausende von Maschinen,
zehntausende von Teilen und hunderttausende von Arbeitsgängen kein
ungewöhnliches Datengerüst darstellen, nehmen die Datenerfordernisse und die
Rechenzeiten schnell einen kaum bewältigbaren Umfang an. In der
Maschinenbauindustrie bspw. ist daher häufig zu beobachten, dass die zentrale
Planungsstelle sich mit einer Rahmenplanung begnügt, die in der Werkstatt
detailliert wird. Die zentrale Stelle gibt bspw. Fertigungsaufträge für eine
Woche vor, und die dezentrale Stelle plant für die Maschinenbelegung ihres
Bereiches selbst. Damit sind dezentrale Organisationsformen der Regelung der
Produktion angesprochen.
b) Dezentrale PPS-Systeme
Dezentrale PPS-Systeme
sind dadurch charakterisiert, dass den durchführenden Produktionsstellen
Planungsaufgaben über ihren Bereich übertragen werden.
Der bereichsübergreifenden zentralen Planungsstelle obliegt
eine koordinierende, dispositiv-logistische Funktion über die dezentralen
Fertigungseinheiten, indem sie
-
die Lieferbereitschaft bzw. die gewünschten
Liefertermine zu sichern hat und gleichzeitig
-
die Voraussetzungen für die Koordination der
dezentralen Produktionsstellen schafft.
Dazu kann die bereichsübergreifende Planungsstelle durch
folgende Stellgrößen auf den Fertigungsprozess einwirken:
-
Fertigungsaufträge nach Art und Menge, die den
dezentralen Fertigungseinheiten vorgegeben werden.
-
Freigabetermine der Fertigungsaufträge, wobei die
Vorlaufzeiten sich an den Durchlaufzeiten der Produktionsstellen zu orientieren
haben.
Durch diese Stellgrößen wird der zeitliche Arbeitsinhalt für
jede dezentrale Fertigungseinheit bestimmt. Gleichzeitig werden dadurch die
Bestände in der Produktion und die Kapazitätsauslastung der Fertigungseinheiten
beeinflusst. Die bereichsübergreifende Planungsstelle legt durch ihre
Stellgrößen den Auftragsdurchlauf allerdings nicht im Detail, sondern nur in
aggregierter Form fest. Die termingerechte Einplanung betrifft lediglich die
Freigabe der Fertigungsaufträge, macht aber keine Aussagen über den genauen
zeitlichen Ablauf der Arbeitsvorgänge.
Für die prozessverantwortlichen, dezentralen
Fertigungseinheiten haben die Fertigungsaufträge und die Freigabe- bzw.
Endtermine Vorgabecharakter. Da damit aber nur Rahmen- und Ecktermine gegeben
sind, obliegt es jeder dezentralen Fertigungseinheit, ihre Vorgaben zu
detaillieren. Die Hauptaufgaben der für einen Fertigungsbereich zuständigen
dezentralen Planungsstelle sind:
-
kurzfristige Termin- und Kapazitätsplanung
(Maschinenbelegung),
-
Auftragssteuerung im jeweiligen Fertigungsbereich und
-
Überwachung des Fertigungsfortschrittes in der
Fertigungseinheit.
Da diese kurzfristigen Aufgaben der dezentralen
Planungsstellen als zeitkritisch zu klassifizieren sind, erfordern sie
unmittelbare Reaktionen. Für eine schnelle Entscheidung zur Kompensation von
Soll-Ist-Abweichungen im Produktionsprozess lassen sich die Erfahrungen der
betrieblichen Mitarbeiter einbeziehen. Damit wird ein Dispositionsspielraum
eröffnet und die Improvisationsfähigkeit der Mitarbeiter genützt. Ziele der
Humanisierung der Arbeitswelt sind damit ebenfalls zu erfüllen. Für die
Mitarbeiter in den ausführenden Fertigungsbereichen können
persönlichkeitsfördernde Arbeitsinhalte geschaffen werden. Mit anderen Worten:
Es soll eine selbstregulative Arbeitstätigkeit auch für die Mitarbeiter in den
ausführenden Produktionsstellen möglich sein. Dazu sind strukturell
verschiedene Arbeitselemente (Planungs-, Ausführungs- und Kontrolltätigkeiten)
in eine umfassende Handlungseinheit der Arbeitsperson zu integrieren. Diese
Handlungseinheit hat auch kognitive Elemente im Sinne von Denkleistungen mit
antizipatorischen Anforderungen zu enthalten (vgl. ausführlich Ulich, E.
2005).
IV. IV. PPS- und
ERP/APS-Software
Für die Praxis werden PPS-Systeme
als Teil der betrieblichen Anwendungssoftware in Form eines
Enterprise-Resource-Planning-Konzepts (ERP) angeboten. Ein ERP-System stellt
dabei ein computergestütztes Informationssystem dar, das (vor allem operative)
Geschäftsprozesse mit ihren Geschäftsregeln für die wesentlichen Bereiche eines
Unternehmens abbildet und die Koordination dieser Geschäftsprozesse
bereichsübergreifend unterstützt, wobei dabei die Ressourcen (z.B.
Produktionskapazitäten, Transportkapazitäten) explizit betrachtet werden (vgl.
dazu z.B. umfassender Gronau, 2004),
Kurbel, 2005,
Mertens, 2005,
Vollmann,
Berry/Whybark, 2005). Neuerdings werden PPS/ERP-Systeme auch mit APS
(Advanced Planning and Scheduling)-Systemen gekoppelt, die einerseits eine
Erweiterung und Verbesserung der ERP-Funktionalität erlauben – z.B. durch
erweiterte Prognosetools, fortschrittliche Planungswerkzeuge zur
Programmplanung durch lineare und ganzzahlige Optimierung oder neuartige
Algorithmen zur Ablaufplanung auf der Basis von Metaheuristiken (Zäpfel,
/Braune, 2005) – und andererseits das Supply Chain Management
unterstützen, indem die Planung von unternehmensübergreifenden
Lieferanten-Abnehmer-Netzwerken ermöglicht wird (vgl. dazu z.B. Knolmeyer,
Mertens/Zeier, 2000).
Literatur:
Adam, D. : Aufbau und Eignung
klassischer PPS-Systeme, in: Fertigungssteuerung I, hrsg. v. Adam, D.,
Wiesbaden 1988, S. 5 – 21
Corsten, H. : Gestaltungsbereiche
des Produktionsmanagement, in: Handbuch Produktionsmanagement, hrsg. v.
Corsten, H., Wiesbaden 1994a, S. 7 – 21
Corsten, H. :
Produktionswirtschaft, 10. A., München et al. 2004
Fandel, G./François, P./Gubitz,
K.-M. : PPS-Systeme, 2. A., Berlin et al. 1997
Glaser, H./Geiger, W./Rohde, V. :
PPS-Produktionsplanung und -steuerung, 2. A., Wiesbaden 1992
Gronau, N. : Enterprise Resource
Planning und Supply Chain Management – Architektur und Funktionen, München/Wien
2004
Günther, H.-O./Tempelmeier, H. :
Produktion und Logistik, 6. A., Berlin et al. 2004
Hahn, D./Laßmann, G. :
Produktionswirtschaft, Bd. 1 u. 2, 3. A., Heidelberg et al. 1999, Bd. 3: 1. u.
3. Teilband, Heidelberg et al. 1993
Hoitsch, H.-J. : Industrielle Produktionswirtschaft,
5. A., Stuttgart 1992
Kern, W. : Industrielle
Produktionswirtschaft, 5. A., Stuttgart 1992
Kistner, K.-P./Steven, M. :
Produktionsplanung, 3. A., Heidelberg 2001
Knolmayer, G./Mertens, P./Zeier,
A. : Supply Chain Management auf der Basis von SAP-Systemen, Berlin et al. 2000
Kurbel, K. : Produktionsplanung
und -steuerung im Enterprise Resource Planning und Supply Chain Management, 6.
A., München et al. 2005
Mertens, P. : Integrierte
Informationsverarbeitung 1: Operative Systeme in der Industrie, 14. A.,
Wiesbaden 2005
Schneeweiß, Ch. : Einführung in
die Produktionswirtschaft, 8. A., Berlin et al. 2002
Schweitzer, M. : Industrielle
Produktionswirtschaft, in: Industriebetriebslehre, hrsg. v. Schweitzer, M., 2.
A., München 1994, S. 573 – 746
Ulich, E. : Arbeitspsychologie,
6. A., Stuttgart 2005
Vollmann, T. E./Berry, W.
L./Whybark, D. C. : Manufacturing Planning and Control Systems, 4. A., New York
et al. 2004
Wittemann, N. :
Produktionsplanung bei verdichteten Daten, Berlin et al. 1985
Zäpfel, G. : MRP II
(Manufacturing Resource Planning) – ein organisatorisches Konzept und
computergestütztes Informationssystem zur umfassenden logistischen Regelung der
Material- und Warenflüsse, in: Wettbewerbsfähigkeit durch innovative Strukturen
und Konzepte, hrsg. v. Zink, K. J., München 1994, S. 233 – 257
Zäpfel, G. : Strategisches
Produktions-Management, 2. A., München 2000a
Zäpfel, G. : Taktisches
Produktions-Management, 2. A., München 2000b
Zäpfel, G. : Grundzüge des
Produktions- und Logistik-Management, 2. A., München 2001
Zäpfel, G./Braune, R. : Moderne
Heuristiken der Produktionsplanung am Beispiel der Maschinenbelegung, München
2005
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