Fachleute wissen, dass Feinplanungssysteme in der Produktion immer wichtiger werden. Unternehmen, die mit solchen Systemen bisher keine Erfahrung haben, fragen jedoch zuerst nach den wirtschaftlichen Vorteilen, die sich durch die Investition in ein Feinplanungssystem ergeben. Wir versuchen die Annäherung an einen Business Case:
Die Produktionsfeinplanung, auch als „Production Planning and Detailed Scheduling“ oder kurz „PP/DS“ bezeichnet, ist ein spezialisierter Bereich der Produktionsplanung. Sie befasst sich mit der detaillierten und kurzfristigen Planung von Produktionsprozessen. Ziel der Feinplanung ist es, die Produktionsabläufe auf einer sehr „feinen“ Ebene zu optimieren. Dies umfasst die genaue Festlegung, wann und auf welchen Maschinen oder Produktionslinien bestimmte Produkte oder Bauteile gefertigt werden sollen. Es geht dabei um die (theoretisch) minutengenaue Planung unter Berücksichtigung aller verfügbaren Ressourcen (wie Maschinen, Arbeitskräfte und Materialien) und Restriktionen (wie Kapazitäten, Liefertermine und technische Anforderungen). In der operativen Praxis der Produktionsfeinplanung wird zumeist mit Genauigkeiten im Stundenbereich gearbeitet.
Die „klassische Produktionsplanung“ hingegen plant Aufträge typischerweise auf Tagesebene ein und arbeitet „gegen unbegrenzte Kapazität“ ein. Das bedeutet, dass bei der Planung zunächst nicht die realen Kapazitätsgrenzen der Produktionsmittel (wie Maschinen, Arbeitskräfte und Materialien) berücksichtigt werden. Stattdessen konzentriert man sich auf die Bestimmung des optimalen Produktionsprogramms unter Annahme, dass ausreichend Ressourcen zur Verfügung stehen, um die Nachfrage zu befriedigen. Kennt das ERP-System Arbeitspläne, dann wird bei der Einplanung eines Fertigungsauftrages die im Betriebskalender hinterlegte Tageskapazität bei jedem einzelnen Fertigungsschritt berücksichtigt. Ein Fertigungsauftrag, dessen Arbeitsumfang beispielsweise 24 Stunden benötigt, wird bei acht Stunden Fertigungskapazität pro Tag über drei Tage und verschiedene Anlagen eingeplant. Ein zweiter Fertigungsauftrag allerdings, der am selben Tag starten soll und über dieselben Anlagen laufen soll, wird „gnadenlos“ zeitlich parallel zum ersten Fertigungsauftrag geplant, obwohl dies kapazitiv nicht machbar wäre.
Vorteile der klassischen Produktionsplanung
Für eine Planung gegen unbegrenzte Kapazität gibt es allerdings gute Gründe:
Vereinfachung der Planung: Durch die Vernachlässigung der Kapazitätsgrenzen wird die Planung vereinfacht, da man sich zunächst auf andere Aspekte wie die Erfüllung der Kundennachfrage, die Optimierung der Produktmixe oder die Minimierung der Lagerhaltungskosten konzentriert.
Ermittlung des Idealzustands: Diese Art der Planung ermöglicht es, einen theoretischen Idealzustand zu ermitteln, in dem die Nachfrage vollständig und im optimalen Mix bedient wird. Dieser Idealzustand dient dann als Richtwert für die weitere Planung.
Identifikation von Engpässen: Nachdem die Planung gegen unbegrenzte Kapazität durchgeführt wurde, können die Ergebnisse mit den tatsächlichen Kapazitäten verglichen werden, um Engpässe und kritische Ressourcen zu identifizieren. Diese Erkenntnisse sind wichtig für strategische Entscheidungen wie Kapazitätserweiterungen.
Flexibilität in der Planung: Die Annahme unbegrenzter Kapazitäten erlaubt eine gewisse Flexibilität, um auf Veränderungen in der Nachfrage oder im Produktionsumfeld zu reagieren, bevor die tatsächlichen Kapazitätsgrenzen berücksichtigt werden.
Im langfristigen Planungshorizont macht eine klassische Produktionsplanung Sinn. Jenseits grober saisonaler Kapazitätsnivellierung macht es keinen Sinn, soweit voraus detailliert zu planen. Im kurzfristigen Horizont von einigen Tagen bis einigen Wochen, reicht die klassische Produktionsplanung dann aus, wenn keine wesentlichen Ressourcenengpässe bewältigt werden müssen. Kommt man mit den gegebenen Fertigungskapazitäten im Schnitt aus, indem man Fertigungsaufträge gegebenenfalls um ein oder zwei Tage vorzieht oder verschiebt, benötigt man keine Produktionsfeinplanung. Gleiches gilt, wenn im Allgemeinen ausreichend Personal oder Produktionsmaterial hoch verfügbar ist.
Feinplanung wird zunehmend wichtig
Allerdings sind die meisten Produktionsunternehmen heutzutage vorsichtig mit dem Ausbau ihrer Fertigungskapazitäten, wodurch die Kapazitätsauslastung immer höher wird. Bereits ab im Schnitt ca. 80 % durchschnittlicher Kapazitätsauslastung der Produktion beginnen die Reibungsverluste und wachsen mit weiterer Auslastung exponentiell an. Hinzu kommen die stark schwankende Marktnachfrage und unzuverlässigere Lieferketten. Aus diesen Gründen wird eine Produktionsfeinplanung immer wichtiger, um die Kosten der Wertschöpfungskette zu senken und die vorhandenen Ressourcen möglichst gut auszunutzen.
Welche Vorteile bringt eine Produktionsfeinplanung für die Produktionsunternehmen?
Auch wenn die Ausgangssituation unterschiedlicher Unternehmen heterogen ist, lassen sich doch eine Reihe qualitativer und quantitativer Vorteile erkennen.
In Summe lassen sich die Verbesserungspotenziale in sieben Klassen einteilen:
- Operative Effizienz: Dies schließt Elemente ein, die direkt die Effizienz der Produktionsabläufe verbessern, wie die Vermeidung von Engpässen, die Verkürzung von Durchlaufzeiten, die Minimierung von Leerlauf- und Rüstzeiten, und die Reduzierung von Ausfallzeiten.
- Kostenreduktion: Hierzu gehören Aspekte, die direkt zur Senkung der Betriebs- und Herstellungskosten beitragen, wie Senkung der Lagerhaltungskosten, Verringerung des Energieverbrauchs, Kostensenkung durch Vermeidung von Reservepersonal, und Reduzierung des Personalbedarfs für Planungs- und Steuerungsaufgaben.
- Marktanpassung und Kundenorientierung: Diese Kategorie befasst sich mit der Fähigkeit, flexibel auf Marktveränderungen und Kundennachfragen zu reagieren, was zu einer mehr am Kunden orientierten Produktion und gesteigerten Kundenzufriedenheit führt.
- Produktivitäts- und Leistungssteigerung: Dazu gehören Punkte, die sich auf die Gesamtproduktivität und -leistung auswirken, wie die Verbesserung der Maschinenauslastung, die Steigerung der Gesamtproduktivität, und die Verbesserung der Produktivität.
- Transparenz und Planbarkeit: Aspekte, die eine bessere Übersicht und Vorhersehbarkeit im Produktionsprozess ermöglichen, wie erhöhte Transparenz über die Fertigungssituation, verbesserte Termintreue und genauere Liefertermine.
- Agilität und Schnelligkeit der Reaktion: Dies umfasst Punkte, die die Fähigkeit zur schnellen Anpassung an unerwartete Ereignisse verbessern, wie die Reaktionsfähigkeit auf Anlagenausfälle und Personalausfall, sowie die Verbesserung der Agilität.
- Optimierung der Wertschöpfungskette: Hierzu zählen Elemente, die zur Effizienzsteigerung in der gesamten Wertschöpfungskette beitragen, wie die Abstimmung der Fertigungsstufen und die Verringerung von Warte- und Pufferbeständen.
In unserer Checkliste, die wir Ihnen weiter unten zum Download anbieten, gibt einen detaillierten Überblick über die verschiedenen Verbesserungspotenziale, die durch Produktionsfeinplanung, je nach Unternehmens- und Produktionssituation, erschlossen werden können.
Viele dieser Größen sind prinzipiell quantifizierbar, doch liegen in Unternehmen selten detaillierte Erfahrungswerte vor. Im Rahmen der Entwicklung und der laufenden Optimierung des Feinplanungsmoduls des APS-Systems DISKOVER (DISKOVER PP/DS) haben wir in 200 Simulationen unterschiedlichster planerischer Ausgangskonstellationen einige Potenziale quantifiziert.
Davon und von der Frage, ob man aus diesen quantitativen Werten auch monetäre Vorteile abschätzen kann, die sich durch den Einsatz von Feinplanungssystemen in der Produktion ergeben, wird der zweite Teil dieses Artikels handeln.
