Produktionsplanung, Fertigungssteuerung, Auftragssteuerung

Was ist Produktionsplanung?

Produktionsplanung ist der Teil der Produktionswirtschaft, der die lang-, mittel- und kurzfristige Planung der Fertigungs- und Montageprozesse umfasst. Dazu gehören laut dem Fachbeitrag von manubes die Produktionsprogrammplanung (welche Produkte in welcher Menge), die Materialbedarfsplanung (welche Teile aus Stücklisten und Arbeitsplänen abzüglich Bestand), die Losgrößenplanung sowie die Termin- und Kapazitätsplanung. Bei der Terminierung wird vorwärts oder rückwärts gerechnet und das Ergebnis mit den verfügbaren Maschinen und Mitarbeitenden abgeglichen.

Der Zeithorizont ist je nach Ebene verschieden. Nach manubes reicht die Programmplanung von mehreren Jahren (strategisch) über etwa ein Jahr (taktisch) bis zu einem Monat oder Quartal (operativ). Die Grobterminierung nach der Kapazitätsplanung umfasst einen bis wenige Monate.

Die Fragen lauten also: Welche Produkte in welcher Menge, bis wann, mit welchem Material, auf welchen Maschinen und mit welchem Personal? Im Alltag läuft das meist im ERP-System oder in einem eigenen PPS-System. PPS steht für Produktionsplanung und -steuerung. Der Begriff fasst beide Aufgaben zusammen.

Setzt die Planung auf erweiterte Terminierung und Simulation, spricht man von APS (Advanced Planning and Scheduling). Manubes ordnet solche Werkzeuge der erweiterten Planung zu, neben dem ERP-System, das dort als wichtigstes Werkzeug gilt. Für Serienfertiger mit stabilen Stücklisten ist das ein naheliegender Schritt. Bei Einzelaufträgen mit wechselnden Stücklisten fehlen dem Plan oft die Eingangsdaten, weil die Konstruktion noch läuft.

Was ist Fertigungssteuerung, und wie unterscheidet sie sich?

Fertigungssteuerung (Produktionssteuerung) setzt den Plan um. Sie gibt Aufträge frei, sobald Material, Betriebsmittel und Personal verfügbar sind, und überwacht sie danach. Laut manubes schließt die Produktionssteuerung mit der Auftragsfreigabe und der Ablaufplanung direkt an die Produktionsplanung an. Die Auftragsfreigabe prüft, ob Material, Betriebsmittel und Personal verfügbar sind, für einen kürzeren Planungshorizont, zum Beispiel ein bis zwei Wochen. Danach folgt die Feinterminierung, die freigegebene Aufträge den Arbeitsplätzen zuordnet.

Die Planung entscheidet, die Steuerung führt aus. Nach manubes geht die Produktionsplanung in der Regel direkt in die Produktionssteuerung über, die Bereiche überschneiden sich also. In kleinen und mittleren Betrieben liegen beide oft in einer Hand, deshalb verschwimmen die Begriffe.

Unterhalb der Steuerung im ERP arbeitet häufig ein MES (Manufacturing Execution System, auf Deutsch Fertigungsleitsystem). Es erfasst Betriebsdaten in der Werkstatt, unterstützt Feinplanung und Rückmeldung und dient laut manubes häufig als Schnittstelle zwischen der Planungsebene (ERP) und der Produktionsebene. Die VDI-Richtlinie 5600 (Blatt 1, 2016) gliedert die MES-Aufgaben in zehn Bereiche, darunter Feinplanung, Materialmanagement, Datenerfassung, Qualitätsmanagement und Auftragsmanagement. Mehr dazu im Artikel MES in der Produktion.

Was ist Auftragssteuerung?

Auftragssteuerung heißt, einen einzelnen Kundenauftrag über alle beteiligten Abteilungen hinweg zu führen: von der Auftragsbestätigung über Konstruktion, Stückliste, Zeichnungsfreigabe, Arbeitsplan und Bestellung bis zur Fertigungsfreigabe, Montage und Abnahme. Der Begriff ist weniger genormt als PPS oder MES. Hier ist er so gemeint: Es geht um den Stand und die nächsten Schritte eines Auftrags, und die Auslastung einer Maschine ist eine andere Frage.

Das ist bei Herstellern konfigurierter Maschinen und Anlagen wichtig, weil jeder Auftrag anders ist. Die Konstruktion klärt Varianten, der Einkauf bestellt Zukaufteile mit langer Lieferzeit, die Arbeitsvorbereitung wartet auf freigegebene Unterlagen. Zwischen diesen Schritten liegen Übergaben, bei denen Informationen per Mail, Anruf oder Dateiablage weitergegeben werden. Mehr zu diesem Teil finden Sie in den Artikeln zur Auftragsabwicklung und zur Arbeitsvorbereitung.

Wie unterscheiden sich Produktionsplanung, Fertigungssteuerung und Auftragssteuerung?

Die drei Ebenen beantworten verschiedene Fragen. Die Zuordnung der Systeme in der Tabelle ist typisch, nicht zwingend, viele ERP-Systeme decken Teile mehrerer Spalten ab.

Die Grenzen sind nicht scharf. Auch die VDI-Richtlinie 5600 führt das Auftragsmanagement als eigene MES-Aufgabe auf. Die Aufgabe ist in der Fachliteratur also vorgesehen. Nach unserer Einschätzung bilden gängige Systeme sie oft nur als Auftragsstatus ab.

Was heißt Pull für Einzelfertiger?

Bei Pull-Systemen startet die Fertigung vom Kundenauftrag aus. Das Glossar von item24 beschreibt es als Konzept für den Materialfluss, bei dem in der Fertigung ein Kundenauftrag die Produktion des Produkts auslöst. Hersteller konfigurierter Maschinen arbeiten fast immer auftragsbezogen, also näher am Pull-Gedanken. Dort fehlt dem Programm aber die Grundlage, die ein Serienfertiger hat. Es gibt keine Absatzprognose für eine Maschine, die erst nach Bestellung konstruiert wird, sondern nur den einzelnen Auftrag mit seinem Liefertermin.

Ein Auftrag durch die drei Ebenen (Beispiel)

Das folgende Beispiel ist erfunden. Ein Hersteller erhält die Bestellung einer Sondermaschine. Die Auftragssteuerung führt den Auftrag zunächst durch Auftragsbestätigung, Konstruktion, Stückliste und Zeichnungsfreigabe. Erst wenn die Unterlagen stehen, kann die Produktionsplanung im ERP den Materialbedarf ermitteln und die Kapazitäten abgleichen. Die Fertigungssteuerung gibt dann die Fertigungsaufträge für die kommenden ein bis zwei Wochen frei, und ein MES meldet den Fortschritt aus der Werkstatt zurück. Ändert der Kunde in der Konstruktionsphase eine Option, wirkt sich das auf die Stückliste, die Bestellung und den Plan aus. Wer an dieser Stelle nicht weiß, welche Unterlagen noch gelten, plant mit falschen Daten.

Warum reichen PPS und MES bei konfigurierten Maschinen nicht aus?

PPS und MES setzen voraus, dass die Fertigungsunterlagen vorliegen. Im Auftragsvorlauf bei Einzel- und Variantenfertigern ist genau das häufig noch offen. Die Stückliste ändert sich, die Zeichnung ist nicht freigegeben, der Kunde klärt noch eine Option, ein Zukaufteil fehlt. Die Planung im System rechnet dann mit Terminen, die auf Annahmen beruhen.

Daraus folgt zweierlei. Das Planungssystem zeigt einen Auftrag als planbar, obwohl der Engpass bei der Konstruktion oder im Einkauf liegt. Und die Mitarbeitenden, die den Stand kennen, tragen ihn im Kopf oder im Postfach. Gehen erfahrene Fachkräfte in Rente, geht dieses Wissen mit, wenn es nirgends festgehalten ist.

Wie ergänzt Auftragssteuerung das PPS und MES?

Auftragssteuerung sorgt dafür, dass die Planungssysteme verlässliche Eingangsdaten bekommen, und fängt auf, was zwischen den Abteilungen passiert. Konkret heißt das: An jeder Übergabe ist klar, wer was bekommt, ob alle Unterlagen vollständig sind und was der nächste Schritt ist. ERP, PLM, Postfach und Dateiablage bleiben, wo sie sind.

Keralo ist für diese Aufgabe gedacht und ist kein PPS, kein APS, kein MES und kein ERP. Die Software hält für jeden Kundenauftrag den Stand über die vorhandenen Systeme hinweg, schlägt an den Übergaben den nächsten Schritt mit den Unterlagen vor, und die zuständigen Personen stimmen zu, ändern oder stoppen. Jede Entscheidung wird protokolliert. Terminierung und Kapazitätsplanung bleiben im ERP oder PPS. Den Teil vor der Fertigung beschreibt die Seite zum Auftragsvorlauf.

Wann lohnt sich welche Lösung?

Wer noch keine saubere Planung im ERP hat, beginnt dort: Stammdaten, Stücklisten und Arbeitspläne müssen stimmen. Wer ein MES überlegt, sollte vorher klären, ob fehlende Werkstattdaten das eigentliche Problem sind. Und wer trotz funktionierendem ERP Aufträge liegen sieht, weil Unterlagen oder Entscheidungen fehlen, sucht im Auftragsvorlauf. Wie sich das mit dem ERP verträgt, steht im Artikel zur Frage, ob Sie ERP einführen oder erweitern sollten.