Maschine in der Produktion.

Produktionsplanung und -steuerung richtig optimieren

Bis ein Produkt fertig ist, durchläuft es meistens einige, mehr oder weniger aufwendige Prozesse. Für einen reibungslosen Ablauf sollen die Produktionsplanung und -steuerung sorgen.

1. Definition

Die Produktionsplanung- und steuerung (PPS) bezeichnen einen Bereichsteil der Produktionswirtschaft und sorgen im Optimalfall für einen reibungslosen Ablauf von Produktionsprozessen. Dazu gehören unteranderem die Konzeption, die Durchführung und die Überwachung. Um Kosten und Ressourcen zu sparen, ist das Ziel oft, diese Bereiche laufend zu optimieren. Die Optimierungsmaßnahmen orientieren sich dabei an objektiven Kennzahlen wie der Liefertreue.

Um alle Prozesse zu überblicken, bedienen sich die Produktionsplanung und -steuerung spezifischer Softwarelösungen, welche die genannten Abläufe und Zahlen detailliert abbilden können. Die diversen Bereiche der PPS müssen konsequent überwacht werden, damit Probleme rechtzeitig erkannt werden und ihnen vorgebeugt werden kann.

2. Die einzelnen Schritte der Produktionsplanung und -steuerung

Die Produktionsplanung und -steuerung besteht aus diversen Zuständigkeitsbereichen. Übergreifendes Ziel ist dabei stets die wirtschaftliche Optimierung von Abläufen und Prozessen. Klassischerweise sehen die einzelnen Schritte folgendermaßen aus:

1. Primärbedarfsplanung

Der Primärbedarf beschäftigt sich mit der Menge der Produkte, die in der Planungsperiode hergestellt werden sollen. Dazu zählen auch Zwischenprodukte, die für die Fertigung des Endprodukts nötig sind und erst noch produziert werden müssen. Zur Ermittlung des Primärbedarfs stützt man sich auf die Absatzplanung, welche auf den bestehenden Kundenaufträgen oder auf Nachfrageprognosen basiert.

2. Sekundärbedarfsplanung (Losgrößenplanung)

Bei der Sekundärbedarfsplanung kommen weitere Faktoren ins Spiel, denn hierbei werden die benötigten Einsatzgütermengen bestimmt, also benötigtes Material und Vorprodukte. Daraus werden Beschaffungsaufträge und Stücklisten generiert.

3. Termin- und Kapazitätsplanung

Dabei handelt es sich um die Planung der Produktionsschritte und der vorhandenen Kapazitäten. Zunächst wird ein Plan für die theoretischen Durchlaufzeiten erstellt, also für die Dauer, die ein Produkt bei der Herstellung benötigt inklusive der Rüst-, Bearbeitungs-, aber auch Übergangszeiten (zum Beispiel Transport- oder Liegezeiten). Anschließend werden die Durchlaufzeiten mit den bestehenden Kapazitäten (Maschinen und Personal) abgeglichen mit dem Ziel eine realistisch durchführbare Planung zu erhalten.

4. Auftragsfreigabe

Bis zu diesem Punkt gilt die Planung für einen längeren Zeitraum. Sie berücksichtigt dabei allerdings weder Engpässe in der Materialversorgung noch andere mögliche Störungen. Bei der Überführung der Planung in kürzere Abschnitte (beispielsweise ein bis zwei Wochen) muss zunächst überprüft werden, ob alle Materialien und Ressourcen zur Verfügung stehen. Alle Aufträge, die in diesen kürzeren Planungshorizont fallen und die die Verfügbarkeitsüberprüfung bestanden haben, werden anschließend zur Fertigung freigegeben. An dieser Stelle findet der Übergang aus dem Planungsprozess in die konkrete Umsetzung statt.

5. Ablaufplanung

Zur Ablaufplanung gehören die Reihenfolgeplanung, die Maschinenbelegungsplanung und die Feinterminierung. Die genauen Termine für einzelne Bearbeitungsschritte werden festgelegt. Ziel sind eine möglichst hohe Auslastung, geringe Durchlaufzeiten und eine hohe Termintreue.

6. Auftragsüberwachung

Bei der Auftragsüberwachung werden Produktionsschritte und -termine auf Qualität und Fortschritt überwacht. Es wird geprüft, ob die Planung zutreffend war. Bei Fehlern oder Störungen werden geeignete Gegenmaßnahmen ergriffen. Auf die hier erfassten Daten können sich Bereiche wie Logistik, Qualitätsmanagement und Personalmanagement stützen, um weitere Kalkulationen für zukünftige Planungen zu erstellen. Auch für folgende Instandhaltungsmaßnahmen ist die Auftragsüberwachung eine wichtige Informationsquelle.

3. Produktionsplanung und -steuerung & das Push- und Pull-Prinzip

Das Push- und Pull-Prinzip ist ein Ansatz, der bereichsübergreifende Anwendung findet, meistens wird er jedoch in der Logistik oder dem Supply Chain Management eingesetzt. Beim Produktionsmanagement ist das Ziel die Herstellung von Gütern in gewünschter Qualität zum gewünschten Zeitpunkt. Um diese Ziele zu erreichen, gibt es zwei Strategien: Push- oder Pull.

Die Push-Strategie:

Bei der Push-Strategie richtet sich die Produktion nach festgelegten Mengen und Zeiten: Sie orientiert sich also nicht nach dem tatsächlichen Bedarf, sondern nach dem definierten Produktionsplan. Ein grundlegender Bestandteil der Push-Strategie ist, dass sich der Informationsfluss parallel zur Produktionskette bewegt. Die Produkte werden sozusagen durch eine zentrale Planungs- und Steuerungseinheit durch die Produktion „geschoben“.  
Um Kundenwünschen stets nachkommen zu können, führt diese Methode oft zu hohen Lagerbeständen, denn um nicht zu knapp zu kalkulieren und dann spontane Aufträge nicht bedienen zu können, wird überproduziert. Zusätzlich kann die Produktion nicht flexibel auf andere oder neue Produkte umgestellt werden, was in diesen Fällen häufig in großen Planungsaufwänden und langen Lieferzeiten resultiert.
Für die Push-Strategie spricht eine hohe Lieferfähigkeit, da im Zweifelsfall eher zu viel als zu wenig produziert wird auch wenn dies in großen Lagerbeständen resultiert. Zudem kann in großen Chargen gefertigt werden, wodurch Produzenten ihre Kosten reduzieren können. Dies ist bei der Verfolgung des Pull-Prinzips nicht möglich.

Die Pull-Strategie:

Bei der Pull-Strategie erfolgt die Produktion gemäß dem Bedarf. Im Kontrast zur Push-Strategie wird die Produktion hier dezentral gesteuert, also ohne zentrale Planungs- und Steuerungseinheit.
Der Informationsfluss, der die Produktion bestimmt, läuft dem Produktionsprozess entgegen. In extremen Fällen wird die Produktion bei der Endmontage ausgelöst und arbeitet sich von da aus durch die einzelnen Produktionsschritte rückwärts.

Langfristig lassen sich so kurze und schlanke Prozesse verwirklichen, durch die Verschwendung vermieden und eine hohe Termintreue eingehalten wird. Dadurch wird auch der Warenbestand in Lagern reduziert.

4. Produktionsplanung und -steuerung optimieren mit Lean Management

Wer die Produktion auf die Pull-Strategie umstellt, verfolgt meistens ein übergeordnetes Ziel, nämlich Lean Management. Dieses versucht, die Wertschöpfungskette, Strukturen und betreffende Produktionsabläufe durch Dynamik und Effizienz zu verschmälern, um diese dabei zeitgleich nachhaltig zu optimieren. „Lean“ bedeutet auf Deutsch „schlank“: Teil des Lean Managements sind besondere Methoden, die das Unternehmen verschlanken sollen. Beispiele dafür sind:

    • Das Pull-Prinzip
    • Total Productive Management
    • Total Productive Maintenance
    • Kanban
    • Low Cost Automation
    • Wertstromdesign

Lean Management lebt von einem kontinuierlichen Verbesserungsprozess, welcher auch von Mitarbeitern angestoßen werden kann. Ein ständiger Austausch über Veränderungsoptionen im Sinne der stetigen Optimierung ist deswegen erwünscht und erforderlich.

5. Ziele der Produktionsplanung und -steuerung

Eine optimierte Produktionsplanung und Produktionssteuerung hat diverse Ziele, welche unter Einsatz der genannten Methoden und Prinzipen umgesetzt werden sollen:

    • Fertigungskosten langanhaltend minimieren
    • Durchlaufzeiten kurzhalten
    • Ausschuss effektiv reduzieren
    • Hohe und kontinuierliche Auslastung von Kapazitäten
    • Bestandsverringerung – intern sowie auch extern
    • Ergonomische und sichere Arbeitsplätze in der eigenen Fertigung
    • Hohe Liefertreue, gemessen durch die OTIF

Üblicherweise werden verschiedene Ziele gleichzeitig verfolgt, da nur dann ein optimales Ergebnis gewährleistet wird. Dies ist jedoch eine große Herausforderung, da diverse Zielsetzungen im Kontrast zueinanderstehen.

Ein Beispiel dafür ist der Versuch, gleichzeitig die Rüstzeiten und die Losgröße zu optimieren. Wer möglichst selten seine Anlagen umrüsten möchte, muss dafür deutlich größere Mengen ein und desselben Produkts hintereinander produzieren. Das wiederum kann zu höheren Lagerbeständen führen. Daher ist es wichtig, mithilfe von Softwarelösungen den optimalen Punkt zu finden, welcher den Zielkonflikt möglichst effizient löst.

6. Produktionsplanung und -steuerung zukunftssicher digital gestalten

Damit Optimierungsansätze wie beispielsweise Lean Management erfolgreich umgesetzt werden können, sind gewisse technische Grundlagen erforderlich. Manuelle Produktionsplanung und Steuerungsmethoden reichen heute nicht mehr aus. Um eine bessere Übersicht über Prozesse herzustellen, sind passende Softwarelösungen unersetzlich. Für viele Unternehmen ist es zentral, eine gute Lösung für die Rückverfolgbarkeit oder auch Dokumentation (beispielsweise als Basis für Zertifizierungen) zu haben. Nur mithilfe einer Software können Strategie, Planung und Steuerung ganzheitlich abgebildet werden.

Um dies optimal für Unternehmen zu gewährleisten, bedarf es an individuell abgestimmten Lösungen. Software, wie beispielsweise ein Warehouse Management System (WMS) für das Lager oder Manufacturing Execution System (MES) für die Produktion, liefern die transparente Abbildung von Produktions- und Lagerprozessen.

Besonders wertvoll sind dabei ganzheitliche und aufeinander abgestimmte Informationsflüsse, welche die Datenverarbeitung übergreifend und in Echtzeit ermöglichen. Dafür können verschiedene Softwaresysteme wie beispielsweise ein Enterprise Resource Planning (ERP) mit ergänzenden Anwendungen verbunden werden. So können komplexe Strukturen kontrolliert und gezielt gesteuert werden, und für eine effiziente Optimierung von Planungs- und Steuerungsprozessen sorgen.