Produktionsplanung und -steuerung (PPS): Grundlagen und Systeme

Systeme der Produktionsplanung und -steuerung (PPS)

Definition

PPS-Systeme umfassen Prozesse und Ressourcen, die eine Prognose für den Einsatz verschiedener Elemente in jedem Arbeitsgang ermöglichen. Dies geschieht mithilfe von Zeitinformationen für jeden einzelnen Betrieb.

Faktoren bei der Gestaltung der PPS

Bei der Gestaltung der Planung und Fertigungssteuerung muss Folgendes berücksichtigt werden:

• Die installierte Produktionskapazität (Maschinen).
• Zu produzierende Mengen.
• Die aktuell produzierte Menge.
• Das Inventar (wird auf einer anderen Ebene von Periode zu Periode verwaltet).

Ziele der Produktionsplanung und -steuerung

Das Ziel ist es, der Nachfrage gerecht zu werden, die Kosten zu minimieren und die Erzeugung sowie die Produktqualität zu maximieren.

Hierarchischer Ansatz

Ein Weg zur Planung und Steuerung der Produktion ist die Verwendung eines hierarchischen Ansatzes, indem die Produktion in verschiedene Stadien unterteilt wird. Dies ermöglicht die Handhabung mehrerer Einheiten, die leicht zugänglich gemacht werden können. Hierbei werden zwei Ebenen unterschieden:

1. Höhere Ebene (Aggregierte Ebene)

Hier werden die unternehmerischen Entscheidungen der Produktivkräfte auf aggregierter Ebene getroffen (mittelfristig).

2. Niedrigere Ebene (Disaggregierte Ebene)

Hier werden spezifische Bedürfnisse verwaltet, die näher am Zeitpunkt der Herstellung auftreten (kurzfristig).

Ebenen der Aggregation

Als Ebenen der Aggregation gibt es drei Arten von Kategorien:

• Artikel
• Modelle und Familien
• Produktlinien

Aufgaben des PPS-Systems

• Planung der Kapazität und Verfügbarkeit.
• Sicherstellen, dass Materialien rechtzeitig, in ausreichender Menge und am richtigen Ort eintreffen.
• Ermöglichung der effizienten Nutzung von Geräten und Anlagen (Produktionsplanung).
• Durchführung von Überwachung und Kontrolle von Material, Personal, laufenden Aufträgen, Ausrüstung und anderen Ressourcen.
• Kontakt zu Kunden und Lieferanten in der täglichen Aktivität.
• Erfüllung der Kundenbedürfnisse in einem dynamischen und sich verändernden Umfeld.
• Bereitstellung von Informationen zur Reaktion auf Ereignisse.
• Erstellung von Berichten über die Produktionsfunktion für andere Geschäftsfunktionen.

Symptome einer schlechten PPS

Die Symptome eines Systems der Planung und schlechten Kontrolle der Produktion sind:

• Mangelhafte Kundenbetreuung.
• Übermäßige Bestandsführung oder häufige Engpässe.
• Verwendung ungeeigneter Betriebsmittel.
• Häufige ungeplante Ausfälle und Stillstände trotz präventiver Wartung.
• Fehlbehandlung von Arbeitnehmern.
• Große Mengen an Ausschuss/fehlerhaften Teilen.
• Mitarbeiter sind mit „Feuerlöschen“ beschäftigt: Sie sind in die Vorbereitungen für jede Aufgabe oder jedes Produkt involviert, dessen Herstellung fehlerhaft war, um unnötige Stopps zu vermeiden und die notwendige Produktqualität sicherzustellen.

Fertigungsplanungs- und Steuerungssysteme (MPCS)

Die Kosten der Produktherstellung, die Qualität und die Fertigungszeit sind die Schlüsselfunktionen, die ein Planungs- und Kontrollsystem für das verarbeitende Gewerbe steuern muss. Dies ist der Schlüssel zur Erreichung des Ziels minimaler Kosten, minimaler Fertigungszeit und der Einhaltung von Qualitätsanforderungen.

Komponenten des MPCS-Systems

• Die Steuerung der Nachfrage (Demand Management).
• Die aggregierte Produktionsplanung.
• Die Struktur des Produktes.
• Die Produktionsplanung.
• Die Materialbedarfsplanung (MRP) und Bestandsführung.
• Die Kapazitätsplanung.

Primäres Ziel des MPCS

Das primäre Ziel eines MPCS ist es, sicherzustellen, dass die gewünschte Leistung in einem bestimmten Zeitraum, in einer bestimmten Menge, mit etablierten Qualitätsparametern und mit minimalen Kosten hergestellt wird.

Nachfragesteuerung und Aggregierte Produktionsplanung

Die Rolle des Demand Managements besteht darin, die Menge des zu liefernden oder zu produzierenden Produkts festzulegen, um unsere Kunden zufriedenzustellen.

Aggregierte Produktionsplanung

Die aggregierte Planung kann als die mittelfristige Produktionsplanung definiert werden. Sie nutzt geschätzte Verkaufszahlen, um den Umfang der Zeit und der Ressourcen zu planen, die erforderlich sind, um die richtige Menge jedes Produkts herzustellen.

Konzept der Aggregation

Der Begriff Aggregation stammt von der Tatsache, dass auf dieser Planungsebene mit „Familien“ von Waren und Produkten gearbeitet wird, die individuell vom Unternehmen generiert werden.

• Der aggregierte Plan hat typischerweise einen Planungshorizont von 6 bis 18 Monaten.

Ziele der Aggregierten Planung

• Generierung der Produktvolumina zur Befriedigung der Nachfrage.
• Nutzung der verfügbaren Ressourcen für die beste Rentabilität im Einklang mit den globalen Unternehmensstrategien.

Strategien der Aggregierten Planung

Die Produktfamilien werden anhand der aktuell verfügbaren Kapazitäten kalkuliert. Wenn die Nachfrage die verfügbare Kapazität übersteigt, muss eine Alternative zur Kapazitätsanpassung gefunden werden, um sicherzustellen, dass die Kapazität nicht reduziert wird.

Diese Anpassungsmaßnahmen werden Produktionsstrategien genannt. Diese können rein oder gemischt sein.

Die reinen Strategien sind:

• Anpassungsstrategie (Chase Strategy): Es werden nur jene Mengen produziert, die der Markt verlangt.
• Strategie der konstanten Produktion (Level Strategy): Dies ist die Strategie, bei der ein konstanter Tagesdurchsatz von Produkten unabhängig von den Nachfrageschwankungen geplant wird.

Master Production Schedule (PMP)

Das Ziel des PMP-Plans ist es, die Gesamtplanung zu realisieren, indem die Nettomengen der Produkte ermittelt werden, die zu einem bestimmten Zeitpunkt innerhalb eines bestimmten Zeitraums unter Berücksichtigung der Produktionskapazität der Anlage hergestellt werden müssen.

Prozessschritte des PMP

1. Disaggregation: Der Gesamtplan muss in Bezug auf die Komponenten zerlegt werden. Anstatt von Produktfamilien zu sprechen, werden spezifische Produkte betrachtet.
2. Zeitrahmen: Es muss ein disaggregierter, präziser Zeitrahmen definiert werden (kurzfristig).
3. Datenrevision: Dem Plan werden Revisionsdaten hinzugefügt, wie z. B. kurzfristige Auftragsbindungen, vorhandenes Inventar, aktuelle Anfragen und andere Nachfragequellen für den vorgeschlagenen PMP.
4. Kapazitätsvergleich: Dieser vorgeschlagene Plan wird in einen „Ungefähren Belastungsplan“ umgewandelt und mit der verfügbaren Kapazität verglichen.
5. Genehmigung: Wenn keine Unstimmigkeiten vorliegen, wird der vorgeschlagene PMP genehmigt; andernfalls wird er modifiziert.

Planungshorizont (PH)

Der Planungshorizont des PMP sollte so kurz wie möglich sein. In der Regel beträgt er höchstens drei Monate, wobei zwei Monate, aufgeteilt in Wochen, am häufigsten sind. Der PH muss mindestens gleich der kumulierten Lieferzeit der Produkte sein.

Planung der Produktionskapazität

Sobald der PMP bestimmt ist, wird geprüft, ob dieser aus Kapazitätssicht sinnvoll ist. Die notwendige Kapazität wird mit der verfügbaren Produktionskapazität der Fabrik verglichen.

Techniken zur Kapazitätsplanung

Die möglichen Techniken, die auf dieser Ebene verwendet werden, sind:

1. Kapazitätslisten (Capacity Bills)

Diese Technik ermöglicht es, die Belastung zu berechnen, die der PMP an verschiedenen Arbeitsplätzen verursachen wird, und erstellt so einen vorausschauenden Kapazitätsplan. Dies erfordert:

• Die Rüstzeit pro Einheit der einzelnen Operationen und deren Ausschussfaktor (Fehlerquote).
• Die Stückliste, die die Menge der Komponenten für den Erhalt des Endprodukts detailliert.

Berechnung der Belastung

Mit diesen Daten wird die Belastung (Menge der ausstehenden Arbeit) bestimmt, die in jedem Arbeitsplatz (CT) generiert wird, um eine Einheit jedes Endprodukts zu erhalten. Dies erfordert die Kenntnis der gesamten Ladezeit eines Elements in einem Arbeitsplatz (CTK).

Sobald die Ladezeiten pro Endprodukt in jedem Arbeitsplatz bekannt sind, müssen diese mit jeder der Mengen multipliziert werden, aus denen sich der vorgeschlagene PMP zusammensetzt, und nach Arbeitsplatz und Periode akkumuliert werden. Dies ergibt den durchschnittlichen Kapazitätsplan für jeden Arbeitsplatz.

2. Verwendung von Profilen (Resource Profiles)

Diese Technik versucht, die zeitliche Verteilung der Belastung zu korrigieren. Wenn eine der Gebühren pro Auftrag berechnet wurde, werden die endgültigen Produktinformationen zwischen den Zeiten und dem Lieferzeitpunkt aufgeteilt.

Diese Methode erfordert mehr Zeit für die Ausarbeitung der Ressourcenprofile sowie Listen der periodischen Kapazität.

Der Prozess besteht darin, dass, sobald die Produktbelastungen pro Endprodukteinheit und pro Komponenteneinheit festgelegt sind, diese Rückstellungen auf der Grundlage der Lieferzeiten der Komponenten vorgenommen werden.

Materialbedarfsplanung (MRP)

Das MRP-System kann als ein Bestandskontrollsystem definiert werden, das durch eine Reihe logisch miteinander verbundener Verfahren die tatsächlichen Bedarfe der PMP-Komponenten (einschließlich Daten und Mengen) übersetzt.

Es generiert spezifische Produktbedarfe und macht die zeitliche Planung der Elemente, wobei die Lieferzeiten der Komponenten berücksichtigt werden, die für die Fertigstellung des Endprodukts erforderlich sind.