|
PPS (Produktionsplanung und -steuerung)
Inhaltsübersicht
I. Aufgabenkomplexe der Produktionsplanung und -steuerung
II. Aufgaben der operativen Produktionsplanung und -steuerung
III. Typen der operativen Produktionsplanung und -steuerung
IV. IV. PPS- und ERP/APS-Software
I. Aufgabenkomplexe der Produktionsplanung und -steuerung
Dem Produktions-Management obliegt in prozessualer Sicht die zielorientierte Planung und Steuerung der Leistungserstellung. Produktionsplanung umfasst dabei jene Phasen, in deren Mittelpunkt die systematische Suche und Festlegung der gegenwärtigen Handlungsmöglichkeiten steht, um die zukünftigen Zustände im Produktionsbereich festzulegen. Sie entspricht dem Willensbildungsprozess. Dieser impliziert wertende Stellungnahmen der Träger des Produktions-Managements aufgrund ihrer Zielvorstellungen. Der normative Aspekt wird an dieser Stelle deutlich.
Steuerung ist die Willensdurchsetzung der gedanklichen Ordnung, des Plans, in die Realität. Gäbe es keine Störungen, die Pläne infrage stellen, wäre mit dem Auslösen und Realisieren die Durchsetzung beendet. Da aber Abweichungen eher die Regel als die Ausnahme sind, müssen Kontroll- und Sicherungsmaßnahmen vorgesehen werden.
Die Willensdurchsetzung des Produktions-Managements wurde als Steuerung bezeichnet. In diesen Phasen wird ebenfalls das Ergebnis des Lenkungsvorgangs berücksichtigt, und man müsste eigentlich von Regelung sprechen. Da in der Praxis aber von Planung und Steuerung der Produktion gesprochen wird, soll an der inkonsistenten Begriffsbildung festgehalten werden.
Planungs- und Steuerungsphasen laufen nicht immer in einer linearen, sondern eher in einer zyklischen Abfolge ab. Im Phasenschema finden also Rückläufe oder Zyklen statt. Planungs- und Steuerungsphasen sind durch Rückkoppelungsbeziehungen verbunden. Sie bilden Phasen eines sich ständig wiederholenden Managementprozesses.
Die Aufgaben der Produktionsplanung und -steuerung (PPS) sind damit allerdings nur global beschrieben. Betrachtet man diese Aufgaben näher, so können Lenkungsaufgaben unterschiedlicher Tragweite für das Unternehmen unterschieden werden. Sie lassen sich wie folgt systematisieren:
| - | Aufgaben der strategischen Produktionsplanung
Diese bestehen in der Ziel- und Strategiefindung für das Leistungserstellungssystem. Das Hauptaugenmerk liegt auf dem Schaffen und dem Erhalten einer wettbewerbsfähigen Produktion. | | - | Aufgaben der taktischen Produktionsplanung
Diese beinhalten die Konkretisierung der Produktionsstrategien, wobei vor allem Entscheidungen über die Leistungsfelder (Output), die Personal- und Betriebsmittelkapazitäten (Input) sowie über die Produktionsorganisation (Throughput) zu fällen sind. Die Produktionspotenziale und die Produktionsorganisation konstituieren den Produktionsapparat des Unternehmens. | | - | Aufgaben der operativen PPS
Diese umfassen – unter Zugrundelegung der Entscheidungen der strategischen und taktischen Produktionsplanung – den möglichst optimalen Einsatz des vorhandenen Produktionsapparates und den wirtschaftlichen Vollzug der Aufgabenerfüllung, die sich aus den Absatzmöglichkeiten für einen vorgegebenen Planungszeitraum ergeben. Im Einzelnen ist damit verbunden, den konkreten Produkt-Mix aus den Leistungsfeldern festzulegen, den wirtschaftlichen Einsatz von Arbeitskräften, Betriebsmitteln und Materialien sicherzustellen und den zeitlichen Produktionsablauf zu bestimmen. |
Die Aufgaben der PPS sind voneinander abhängig (Adam, D. 1988; Zäpfel, G. 2001). Sie lassen sich daher durch vermaschte, d.h. in Wechselbeziehung stehende, Regelkreise der strategischen, taktischen und operativen Produktionsplanung charakterisieren, die durch ihre Stellgrößen zielgerichtet die Leistungserstellung regeln (Abb. 1).
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
|
