End-to-End-Planung

Produktionsplanung: von der Prognose bis zum fahrbaren Plan

Produktionsplanung übersetzt Absatzerwartungen, Bestände, Kapazitäten und Material in einen Plan, der in der Fertigung tatsächlich umsetzbar ist – über drei Zeithorizonte, von der strategischen Planung bis zur Feinplanung auf die Minute. Software für die Produktionsplanung unterstützt auf jeder dieser Ebenen, liefert aber nur dann einen fahrbaren Plan, wenn ihr Modell die richtigen Annahmen und Restriktionen enthält.

Planung selbst ist dabei keine Software, sondern eine Kette von Entscheidungen. Auf jeder Ebene entstehen andere Fehler – und fast immer zeigen sie sich erst eine Ebene weiter unten. Hier und in den verlinkten Fachartikeln sammeln wir, was MCP aus über 300 Planungsprojekten über Modellierung, Auswahl und Einführung gelernt hat: fachlich, ohne Produktbroschüre.

Warum liefert Software für die Produktionsplanung oft keinen fahrbaren Plan?

Weil jede Software nur so gut plant wie das Modell, mit dem sie rechnet. Auf den oberen Ebenen muss sie mit realistischen Annahmen arbeiten, in der Feinplanung muss sie die tatsächlichen Restriktionen kennen. Ist eine Annahme falsch oder fehlt eine Restriktion, entsteht ein Plan, der rechnerisch plausibel wirkt und in der Praxis nicht funktioniert. Die beiden Fehlerquellen werden selten zusammen betrachtet:

Oben entstehen falsche Annahmen. Eine Absatzprognose, die den Sortimentswechsel nicht kennt. Sicherheitsbestände aus einer Formel, die eine Normalverteilung unterstellt, wo keine ist. Ein Kapazitätsabgleich mit Durchschnittsleistungen. Diese Fehler bleiben unsichtbar, weil sie plausible Zahlen erzeugen.

Unten fehlen Restriktionen. Ein Plan, der ein Werkzeug zweimal gleichzeitig einsetzt. Eine Reihenfolge, die eine vermeidbare, aufwendige Reinigung erzwingt. Ein Auftrag, für den die Maschine frei ist, aber niemand mit der nötigen Qualifikation anwesend. Diese Fehler sind sichtbar – man korrigiert sie jeden Morgen von Hand.

Wie hängen strategische, taktische und operative Planung zusammen?

Produktionsplanung läuft über drei Zeithorizonte: strategisch mit zwölf bis sechsunddreißig Monaten, taktisch mit einem bis zwölf Monaten und operativ mit Tagen bis Minuten. Software für die Produktionsplanung verbindet diese Ebenen, indem sie Absatz-, Bestands- und Kapazitätsvorgaben in einen umsetzbaren Produktionsplan übersetzt – und im Idealfall zurückmeldet, wenn eine Vorgabe in der Praxis nicht fahrbar ist.

Oft decken dabei verschiedene Systeme die Ebenen ab, etwa eine Lösung für Sales and Operations Planning auf der taktischen und ein APS auf der operativen Ebene. Entscheidend ist nicht, ob alles in einem System liegt, sondern ob Vorgaben und Machbarkeit zwischen den Ebenen tatsächlich ausgetauscht werden.

Der entscheidende Pfeil ist der rechte. Wenn die Feinplanung nicht zurückmeldet, dass eine Losgrößenvorgabe an einer Kapazitätsgrenze scheitert oder die geplante Kampagnenlänge eine Haltbarkeit überschreitet, wird derselbe unerfüllbare Plan Monat für Monat neu erzeugt. Umgekehrt ist eine hervorragende Feinplanung wenig wert, wenn sie einen Bedarf ausführt, den niemand hinterfragt hat.

Auf jeder Ebene unterstützt Software für die Produktionsplanung andere Entscheidungen – von Absatz und Bestand über die Produktionsprogrammplanung bis zur Feinplanung. Die Übersicht zeigt, welche das sind und wo typischerweise die Fehler entstehen:

Fachartikel zur Produktionsplanung im Überblick

Die folgenden Fachartikel vertiefen einzelne Aspekte der Produktionsplanung und ihrer Software – von Grundlagen und Systemintegration über Restriktionen der Feinplanung bis zu den Anforderungen einzelner Fertigungsarten. Welche davon für Ihr Werk relevant sind, hängt von der Fertigungsart ab; kaum ein Betrieb ist von allen betroffen.

Alle Beiträge entstehen aus der Praxis von über 300 Planungsprojekten, nicht als Produktwerbung. Deshalb steht in jedem Artikel auch, wann sich der Aufwand nicht lohnt, samt Kurzcheck dafür. Wo wir Kennzahlen nennen, stehen Quelle und Art der Quelle dabei; typisierte Modellrechnungen sind als solche gekennzeichnet.

Der entscheidende Pfeil ist der rechte. Wenn die Feinplanung nicht zurückmeldet, dass eine Losgrößenvorgabe an einer Kapazitätsgrenze scheitert oder die geplante Kampagnenlänge eine Haltbarkeit überschreitet, wird derselbe unerfüllbare Plan Monat für Monat neu erzeugt. Umgekehrt ist eine hervorragende Feinplanung wenig wert, wenn sie einen Bedarf ausführt, den niemand hinterfragt hat.

Auf jeder Ebene unterstützt Software für die Produktionsplanung andere Entscheidungen – von Absatz und Bestand über die Produktionsprogrammplanung bis zur Feinplanung. Die Übersicht zeigt, welche das sind und wo typischerweise die Fehler entstehen:

Was unterscheidet Produktionsplanung von Supply-Chain-Planung?

Software für die Produktionsplanung arbeitet nicht isoliert. In vielen Unternehmen ist sie Teil einer übergeordneten Planung von Absatz, Bestand, Beschaffung und Kapazität – der Supply-Chain-Planung auf der taktischen und strategischen Ebene. Die Produktionsplanung im engeren Sinn übersetzt deren Vorgaben in Mengen, Termine und Reihenfolgen für die eigene Fertigung.

Auf den oberen Ebenen sind die Fehler weniger sichtbar, aber teurer. Ein falsch parametrierter Sicherheitsbestand kostet über ein Jahr mehr als jede vermeidbare Rüstzeit – nur merkt es niemand, weil es keinen Alarm gibt. Die Grundfrage ist dieselbe wie eine Ebene tiefer, nur heißt sie hier nicht „Fehlt eine Restriktion?“, sondern „Stimmt die Annahme?“.

Fachartikel zu Absatzprognose, Bestandsstrategie, Sales and Operations Planning und Szenarienplanung sind in Vorbereitung. Bis dahin finden Sie Verfahren und Funktionen für diese Ebenen im Bereich Sunstice. Wenn Ihnen ein Thema fehlt, schreiben Sie uns – die Reihenfolge richtet sich danach, was gefragt wird.

Was ist Produktionsfeinplanung – und was muss sie abbilden?

Die Produktionsfeinplanung legt fest, welcher Auftrag wann, in welcher Reihenfolge und auf welchen Ressourcen gefertigt wird – mit einem Horizont von Tagen bis Minuten. Hier entscheidet sich, ob aus einem Bedarf ein tatsächlich fahrbarer Produktionsplan wird. Software für die Produktionsplanung muss dafür reale Restriktionen, Reihenfolgen, Ressourcen und ihre Abhängigkeiten korrekt abbilden; die folgenden Abschnitte ordnen ein, worauf es dabei ankommt.

Was ist eine Restriktion in der Produktionsfeinplanung?

Diese Unterscheidung klingt akademisch und ist es nicht. Wird ein Verbot als hoher Kostenwert modelliert statt als harte Bedingung, bricht der Optimierer es, sobald der Termindruck groß genug ist. Der Plan ist dann rechnerisch günstig und in der Praxis unzulässig.

Fehlt eine Restriktion im Modell, erzeugt auch das beste Verfahren einen Plan, der auf dem Papier stimmt und in der Fertigung nicht funktioniert. Für Software zur Produktionsplanung und -steuerung sind Restriktionen deshalb zentral: Nur mit korrekt hinterlegten Bedingungen entsteht ein Plan, der nicht nur rechnerisch, sondern auch operativ umsetzbar ist. Fehlen sie, wird der Plan jeden Tag von Hand korrigiert – bis sich alle daran gewöhnt haben und niemand mehr sagen kann, ob das Planungssystem eigentlich etwas taugt.

Wie hängen Restriktionen voneinander ab?
Restriktionen wirken in der Produktionsplanung selten isoliert. Software für die Produktionsplanung muss deshalb nicht nur einzelne Bedingungen berücksichtigen, sondern auch ihre Wechselwirkungen abbilden: Nicht die Zahl der Bedingungen macht Feinplanung schwierig, sondern ihre gegenseitige Abhängigkeit. Wer gekoppelte Restriktionen nacheinander optimiert, verschiebt das Problem, statt es zu lösen.

Das folgende Beispiel stammt aus der Prozessindustrie, weil sich die Kopplungen dort besonders anschaulich zeigen – das Muster ist allgemein, die konkreten Bedingungen sind es nicht.

Dieselbe Struktur findet sich mit anderen Namen in der Elektronikfertigung: Die Rüstfamilie bestimmt, wie viele Feeder-Plätze frei bleiben, die Zahl der Rüstwagen begrenzt das Vorrüsten, vorgerüstetes Material hat eine begrenzte Expositionszeit – und wie viele Wechsel eine Schicht verträgt, hängt an den anwesenden Rüstern.

Welche weiteren Restriktionen können planungsbestimmend sein?

Welche Restriktionen eine Software für die Produktionsplanung abbilden muss, hängt von Fertigungsart, Anlagenstruktur und Planungszielen ab – nicht jede Bedingung ist in jedem Werk relevant. Die folgenden Beispiele zeigen typische Bedingungen, die in der Praxis planungsbestimmend werden. Einen eigenen Artikel gibt es dazu bisher nicht; Krane, Vorrichtungen und Montageplätze behandelt der Beitrag zum Anlagen- und Maschinenbau mit.

Betriebs- und Fertigungshilfsmittel

• Werkzeuge, Formen und Vorrichtungen. Spritzgießwerkzeuge, Gesenke, Stanzwerkzeuge, Anilox- und Druckzylinder, Siebe. Sie existieren in begrenzter Stückzahl, werden über mehrere Anlagen geteilt und müssen nach ihrer Standzeit zur Instandsetzung.
• Chargiergestelle, Roste und Träger. Bei Kammeranlagen häufig der eigentliche Engpass – nicht der Ofen, sondern das Gestell, das gerade noch abkühlt.
  Prüf- und Messmittel. Kalibrierpflichtig, mit Gültigkeitsdatum und meist nur in geringer Stückzahl vorhanden.
• Krane, Stapler und Fördertechnik. In der Großteilefertigung ist der Hallenkran regelmäßig die knappste Ressource – und in fast keinem Planungsmodell abgebildet.
• Ladungsträger im Kreislauf. Paletten, KLT, Gitterboxen, IBC und Fässer stehen erst wieder bereit, wenn sie zurückgelaufen und gereinigt sind.

Material und Versorgung

• Rohstoffverfügbarkeit. Anliefertermine, Mindestabnahmemengen und saisonale Verfügbarkeit – bei Rohmilch, Ernteprodukten oder Rezyklaten ist die Zulaufmenge gegeben, nicht steuerbar.
• Chargenbindung und Verbrauchsreihenfolge. Manche Kunden oder Spezifikationen verlangen Material aus einer bestimmten Rohstoffcharge; angebrochene Gebinde und Material mit nahem Verfallsdatum müssen zuerst verbraucht werden. Beides steuert die Auftragsreihenfolge mit.
• Verpackungs- und Hilfsstoffe. Etiketten, Folien, Kartonagen, Kappen – regelmäßig übersehen und oft mit den längsten Wiederbeschaffungszeiten im ganzen Materialstamm.

Qualität, Freigabe und Regulatorik

• Prüf- und Freigabezeiten. Zwischen zwei Stufen liegt eine Laborzeit, in der das Material gesperrt ist. Häufig ist die Laborkapazität selbst der Engpass.
• Zulassung, Validierung und Chargengrößen. Nur bestimmte Anlagen sind für bestimmte Produkte freigegeben, teils kundenspezifisch, teils behördlich. In Pharma und Teilen der Lebensmittelindustrie ist zudem die Ansatzgröße Teil der Zulassung und nicht frei wählbar.

Fläche, Logistik und Umfeld

• Lagerplatz und Stellflächen. Umlaufbestand braucht Platz; Kühlhausplätze, Trocknungsflächen und Abkühlzonen sind begrenzt und werden selten geplant.
• Verladefenster und Rampenkapazität. Holt die Spedition in einem festen Zeitfenster ab, wirkt dieses Fenster rückwärts bis in die Produktionsreihenfolge.
• Instandhaltungs- und Prüffenster. Geplante Stillstände, wiederkehrende Prüfungen an Druckbehältern und Kranen, TPM-Zeiten.
• Genehmigungsauflagen. Abluft- und Abwassergrenzen, Lärmschutz in der Nacht, Prozesse, die aus Gründen des Ex-Schutzes nicht gleichzeitig laufen dürfen.
• Betriebskalender mehrerer Standorte. Bei standortübergreifender Planung fallen Feiertage und Betriebsruhen in Deutschland, Österreich und der Schweiz nicht zusammen.

Gemeinsam ist diesen Bedingungen, dass ein ERP-System sie als unbegrenzt verfügbar annimmt. Genau deshalb tauchen sie im Plan nicht auf und werden erst in der Schicht zum Problem.

Welche Restriktion oder Annahme gehört zuerst geprüft?

Wer eine Software für die Produktionsplanung einführt oder weiterentwickelt, sollte nicht mit der technisch interessantesten Funktion beginnen, sondern mit der Bedingung oder Annahme, für die am häufigsten manuell nachgesteuert wird. Das gilt auf allen Planungsebenen.

Für Auswahl und Weiterentwicklung einer solchen Software helfen wenige Diagnosefragen oft mehr als eine lange Funktionsliste. Drei Beobachtungen führen zuverlässig zur kritischen Stelle:

Der zweite Punkt ist der praktischste. Die Zahl der parallelen Tabellen neben dem Planungssystem ist ein erstaunlich verlässlicher Indikator dafür, wie weit ein Planungsmodell von der Realität entfernt ist – auf jeder Ebene.

Häufige Fragen