Advanced Planning and Scheduling – ein Baustein zur Ausbeutesteigerung in der Prozessindustrie

Henning Schöne, Dr. Götz Marczinski

Weniger Probleme statt mehr PPS, Komplexität vermeiden statt beherrschen, sollte die grundlegende Devise in der Produktion sein. Doch was tun bei mehrdimensionalen Optimierungsproblemen? Und wenn „Visual Management“ schon durch die schiere Größe der Produktionsanlagen ausscheidet?

Ein PPS-System ist in erster Linie eine Systematik zur Planung und Steuerung der Produktion. Insofern betreibt jedes Unternehmen, insbesondere die „Vorzeigeobjekte“ der Lean Production, ein PPS-System. Dass es sich bei PPS erst in zweiter Linie um ein Stück Software handelt, merken die Anwender spätestens bei der Implementierung. Denn wenn die organisatorischen Vorarbeiten geleistet sind, sind meistens auch schon die Ziele der PPS-Einführung erreicht. Warum dann jetzt noch APS?

Was heißt „Advanced“?
Advanced heißt vor allem fortschrittlich gegenüber der klassischen PPS. Mit den Maßstäben der CIMAachen finden fortschrittliche Anwendungen dann statt, wenn etwa Engpass-aggregate oder -materialien in Richtung max. Deckungsbeiträge optimiert werden. Es geht darum, den kapazitätsbestimmenden Engpass mit margenstarken Produkten zu belegen. 4 Planungsebenen sind zu berücksichtigen:

Wie ist die Planungshierarchie?
Die strategische Planung leitet aus der Absatzplanung einen Rahmen (Planungshorizont 1 Jahr, monatlich rollierend) für den Kapazitätsbedarf ab. Wird dabei, etwa um einen Produktionsverbund zu optimieren, das Engpassaggregat in der Wertschöpfung (Supply Chain) berücksichtigt, um sog. ATP (available to promise) für den konkurrierenden Zugriff nachfolgender Prozesse zu ermitteln, spricht man von Supply Chain Management. SCM gehört insofern zu den fortschrittlichen Planungsverfahren.

Die Grobplanung lastet Kundenaufträge in die Fertigung ein. Hier liegt die Domäne der „klassischen“ PPS-Systeme (Planungshorizont bei 1-3 Monaten). Kommt ein APS-System zum Einsatz, erfolgt die Planung gegen endliche Kapazität mit dem Ziel, verlässliche Endtermine zu erzeugen und nur „machbare“ Aufträge in die Fertigung zu geben. Viele APS-Anwendungen werden deswegen zur Sekundärmaterialdisposition genutzt. In einer durchgängigen Planungshierarchie werden die Sekundärbedarfe aus den ATPs der Programmplanung bedient.

Die Feinplanung (scheduling) befasst sich mit der Reihenfolgeoptimierung in der Fertigung, um die Kapazitäten optimal zu nutzen, ohne Termine zu gefährden und Bestände aufzubauen.

Als Eingangsgrößen dienen terminierte Fertigungsaufträge und die aktuelle Kapazitätssituation. Je nach Fertigungstyp wird ein Arbeitsvorrat von 2 Tagen bis zu einer Woche freigegeben. In der „klassischen“ Variante steuert der Meister (Meistersteuerung) die Auftragsreihenfolge in seinem Bereich. In der fortschrittlichen Variante kommen elektronische Leitstände zum Einsatz, teilweise mit Regelwerken zur mehrdimensionalen Reihenfolgeoptimierung.

Schließlich ist noch die Ebene der Umplanung, d.h. die schnelle Reaktion auf geänderte Kundenwünsche bzw. eine veränderte Kapazitätssituation (Störungen) zu beachten. Im Prinzip handelt es sich hier um eine Variante der Feinplanung.

Richtig aufeinander abgestimmt findet ein Wechselspiel zwischen Grob- und Feinplanung statt. Wenn der Scheduler in der Feinplanung stets schnell eine machbare Reihenfolge ermitteln kann, ohne die Kapazität voll zu nutzen, kann der Arbeitsvorrat aus der Grobplanung zu Gunsten der Durchlaufzeit verkleinert werden.

Wer braucht APS?
Wenn Sie eine der folgenden Fragen bejahen, sollten wir den Einsatz von APS in Ihrem Hause prüfen:

  • Die Simulation der Belastungssituation im Vorfeld der Auftragseinlastung würde die Fertigung beruhigen.
  • Komplexe Technologiefolgen müssen gesteuert werden. Wenn ein Engpass und damit ein Rückstau entsteht, brauchen sie ein „Stopp-Start“ Signal um vorgelagerte Aggregate rechtzeitig wieder anzufahren.
  • Prozessmodell (Soll) muss getroffen werden (Temperaturführung, Kochzeiten, Entgasung,..)
  • Die Belegungsplanung anhand von Gruppenschlüsseln (Kampagnen) und Durchschnittswerten ist zu ungenau.
  • Es treten kurzfristig wechselnde Engpässe auf.
  • Die Reihenfolgeoptimierung muss in mehreren Dimensionen (Ofenkapazität, Durchlaufzeit, Glühzeiten) erfolgen.
  • Fahrplansteuerung scheidet aufgrund der Produktvielfalt aus. Es werden häufige Planrevisionen notwendig.

Wichtig ist in jedem Fall ein stimmiges Planungskonzept. Und dass im Vorfeld die Komplexität auf das Minimum zurückgeschnitten ist. Gerne führen wir ein Review Ihrer Planungssystematik und Ihres Planungssystems durch.

erschienen in CIMAktuell, Juni 2004