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Planung in Produktionsstätten und ERP-Systeme

Nach Ansicht vieler Manager ermöglichen ERP-Systeme (Enterprise Resource Planning) eine wirksame Koordinierung der Aktivitäten und deren Planung in Produktionsstätten. In Wirklichkeit handelt es sich jedoch vielmehr um komplexe Datenbanksysteme, die einfache, starre Planungsregeln verwenden. Mit deren Hilfe erstellte Pläne sind im Normalfall realisierbar. Aber nur selten schöpfen sie das Potenzial des Unternehmens voll aus. Die Unternehmen, die auf der Grundlage von tatsächlich optimalen Produktionsplänen arbeiten möchten, sollten die Möglichkeiten ausgereifter Produktionsplanungssysteme (APS – Advanced Planning and Scheduling) nutzen.

Die APS-Software ist ein analytisches System zur Analyse von Daten, Prognosen, Simulationen und Optimierungen unter Anwendung umfangreichen Planungsalgorithmen. Bei ERP-Systemen handelt es sich hingegen um Geschäftssysteme, deren primärer Zweck das Sammeln, Verarbeiten und Bereitstellen von Informationen ist.

Nachteile traditioneller Planung in Produktionsstätten

Die Produktionsplanung in einem ERP-System wird in der Regel mit Hilfe des Planungsmoduls für die Produktionsressourcen (MRP II – Manufacturing Resource Planning) durchgeführt. Es stellt eine evolutionäre Weiterentwicklung des Materialbedarfsplanungsmoduls (MRP – Materials Requirements Planning) dar. Doch selbst die erweiterten MRP-II-Module haben nach wie vor erhebliche Schwächen und Einschränkungen, darunter die folgenden:

  • Das Fehlen eines Modells der Aufteilung großer und komplexer Planungsaufgaben in mehrere kleineren und einfacheren Aufgaben
  • Es fehlen klar formulierte Planungsziele und Optimierungskriterien
  • Es fehlt die Anwendung einfacher Planungsregeln (Heuristik) z. B. bei der Chargenplanung: fester Zyklus, feste Chargengröße, etc.
  • Die Annahme, dass der normative Produktionszyklus konstant und von der aktuellen Auslastung unabhängig ist
  • Das Ignorieren begrenzter Ressourcen, wie z. B. der verfügbaren Maschinenlaufzeit

 

Nach welchen Kriterien bestimmen ERP-Systeme die erzeugten Pläne als ausführbar? Das wird vor allem anhand einiger Kennzahlen der Bevorratung und Reserven wie:

  • Verfügbare Rohstoffe
  • Berücksichtigung der Halberzeugnisse im Rahmen der laufenden Produktion
  • Endprodukte
  • Termine der Auftragsausführung
  • Vorhandene Produktionskapazitäten

 

ERP-Systeme können einen Plan auch durch folgende Korrekturen ausführbar machen:

  • Aufteilung einer Charge in einen priorisiert und normal gefertigten Teil
  • Überstunden für Arbeitnehmer
  • Verspätete Ausführung der Aufträge

Merkmale des APS-Systems – hoch entwickelte Planung in Produktionsstätten

APS-Systeme basieren auf Optimierungsalgorithmen, die es ermöglichen die besten Lösungen für den betrachteten Zeitraum zu finden. Zu diesen Algorithmen gehören unter anderem:

  • Genetische Algorithmen
  • SB – Shifting-Bottleneck
  • TABU – Suche mit Verboten
  • Simuliertes Ausglühen

 

Die APS Systeme enthaltenen mathematische Modelle, erlauben bei der Planung in Produktionsstätten die Berücksichtigung vieler konkurrierender, einander ausschließender Planungsziele und Planungsregeln. Dank ihnen kann ein Planer die Mehrkriterienoptimierung anwenden. Um negative Auswirkungen der Aufteilung von Aufgaben zu vermeiden, integrieren APS Systeme viele Planungsaufgaben, die im traditionellen ERP (MRPII) unabhängig voneinander gelöst werden. Der Integrationsgrad kann je nach Komplexität des Produktionsprozesses sehr unterschiedlich sein – u. a. abhängig von der Anzahl der End- und Halberzeugnisse, deren Fertigungsablaufen sowie der Anzahl und der Konfiguration kritischer Ressourcen.

Mit den APS Systemen kann eine Reihe besonderer Bedingungen in einem dezidierten Produktionsprozess definiert werden. Dazu gehören u. a.:

  • Die Aufteilung der Produktionscharge in Transportchargen
  • Die Anforderung, eine Gruppe von Vorgängen gleichzeitig zu starten oder abzuschließen
  • Eine Anforderung die Fertigungsschritte eines Produktes in einer vorgegebenen Reihenfolge oder die Fertigung an einer Maschine ohne Unterbrechung durchzuführen
  • Umrüstungen verschiedener Art
  • Eine variable Länge der Fertigungsschritte
  • Der Einsatz von Arbeitnehmern mit bestimmten Qualifikationen (Kompetenzmatrix).

 

Eine Planung in Produktionsstätten mit Hilfe von APS Systemen ermöglicht eine Integration von Aufgaben der Versorgungs-, Produktions- und Vertriebsplanung. Durch die Nutzung der gemeinsamen Programmplanung (collaborative planning) können die Pläne vieler zusammenarbeitender Unternehmen miteinander koordiniert werden.

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