Inhalt
- Was ist Production Scheduling?
- Planungsebenen: Wo Production Scheduling einzuordnen ist
- Was Production Scheduling konkret plant
- Die sieben Zielkonflikte der Feinplanung
- Excel, ERP und APS im Vergleich
- Wie Production Scheduling und MES zusammenarbeiten
- Praxis: Wie Production Scheduling in der Fertigung eingesetzt wird
- Häufige Fragen zum Production Scheduling
Was ist Production Scheduling?
Production Scheduling ist die Feinplanung der Fertigung: Welcher Auftrag wird wann auf welcher Maschine in welcher Reihenfolge bearbeitet? Es geht darum, die vorhandenen Ressourcen (Maschinen, Personal, Werkzeuge, Material) so einzuplanen, dass Liefertermine eingehalten, Rüstzeiten minimiert und Kapazitäten ausgelastet werden. Welche Werkzeuge dafür in Frage kommen, vergleicht der Beitrag Finite Scheduling vs. APS.
In der deutschen Fertigungspraxis wird Production Scheduling als Fertigungsfeinplanung oder Feinsteuerung bezeichnet. Im Gegensatz zur Grobplanung im ERP, die Aufträge auf Wochen- oder Tagesebene terminiert, plant das Production Scheduling auf Stunden- und Minutenebene: welche Maschine, welcher Mitarbeiter, welches Werkzeug, in welcher Reihenfolge.
Dieser Artikel erklärt die Planungsebenen, zeigt die Abgrenzung zu ERP und MES, beschreibt die Zielkonflikte der Feinplanung und erklärt, warum Excel in der Praxis an Grenzen stößt.
Planungsebenen: Wo Production Scheduling einzuordnen ist
Die Produktionsplanung in einem Fertigungsunternehmen ist in mehrere Ebenen unterteilt. Jede Ebene beantwortet eine andere Frage und wird von einem anderen System unterstützt:
| Planungsebene | Frage | Planungshorizont | System |
|---|---|---|---|
| Produktionsprogrammplanung (Master Production Schedule) | Was wird in welcher Menge in welcher Woche produziert? | Wochen bis Monate | ERP (SAP, Infor, proAlpha) |
| Materialbedarfsplanung (MRP) | Welches Material wird wann in welcher Menge benötigt? | Wochen | ERP |
| Fertigungsfeinplanung (Production Scheduling / APS) | Welcher Auftrag wird wann auf welcher Maschine in welcher Reihenfolge bearbeitet? | Tage bis Stunden | APS (Advanced Planning and Scheduling), MES-integriert |
| Fertigungssteuerung (Dispatching / Execution) | Was wird gerade produziert? Welcher Auftrag ist als nächstes dran? | Stunden bis Minuten (Echtzeit) | MES |
ERP-Systeme können je nach Modul und Konfiguration auch Kapazitäten und Maschinenbelegungen planen; SAP S/4HANA bietet dafür Kapazitätsauswertung und Kapazitätsabgleich.
Was Production Scheduling konkret plant
Ein APS-System (Advanced Planning and Scheduling) plant nicht nur Maschinen, sondern alle Ressourcen gleichzeitig. In der Fachsprache heißt das Multiressourcenplanung:
| Ressource | Was geplant wird | Beispiel |
|---|---|---|
| Maschinen | Belegung, Reihenfolge der Aufträge, geplante Wartungsfenster | CNC-Bearbeitungszentrum: Auftrag A von 06:00-09:30, Auftrag B von 09:45-14:00 |
| Personal | Verfügbarkeit nach Qualifikation und Schichtmodell | Bediener X kann Maschine 3 und 5, ist aber nur in der Frühschicht verfügbar |
| Werkzeuge | Verfügbarkeit, Standzeit, Zuordnung zu Aufträgen | Stanzwerkzeug W-2340 ist nach 50.000 Hüben in Wartung, frühestens Donnerstag verfügbar |
| Material | Verfügbarkeit zum geplanten Startzeitpunkt | Rohmaterial für Auftrag C trifft erst Mittwoch 14:00 ein, Auftrag kann frühestens Mittwoch 15:00 starten |
Erst wenn alle vier Ressourcen gleichzeitig verfügbar sind, kann ein Auftrag eingeplant werden. Genau das unterscheidet ein APS von einer einfachen Maschinenbelegungsplanung: Es berücksichtigt die Abhängigkeiten zwischen den Ressourcen und errechnet einen machbaren Plan.
Die sieben Zielkonflikte der Feinplanung
Feinplanung ist im Kern ein Optimierungsproblem mit konkurrierenden Zielen. Jedes Ziel für sich ist sinnvoll. Aber die Ziele widersprechen sich:
| Zielkriterium | Was optimiert wird | Konflikt mit |
|---|---|---|
| Termintreue | Aufträge rechtzeitig zum Liefertermin fertigstellen | Rüstaufwand (termintreue Reihenfolge ist selten rüstoptimal) |
| Rüstaufwand | Minimierung von Rüstzeiten durch geschickte Auftragsreihenfolge | Termintreue, Durchlaufzeit |
| Durchlaufzeit | Minimierung der Wartezeit zwischen Arbeitsgängen | Kapazitätsauslastung (kurze Durchlaufzeiten erfordern freie Kapazität) |
| Kapazitätsauslastung | Vermeidung von Leerlauf auf Maschinen | Durchlaufzeit, Kapitalbindung |
| Kapitalbindung | Aufträge nicht zu früh fertigstellen (Lagerkosten vermeiden) | Termintreue (zu spät ist schlimmer als zu früh) |
| Personalaufwand | Minimierung von Personalkosten (Qualifikation, Schichtmodell) | Kapazitätsauslastung, Termintreue |
| Fertigungsaufwand | Minimierung von Fertigungskosten (alternative Maschinen, Bearbeitungszeiten) | Rüstaufwand, Durchlaufzeit |
Ein APS-System löst dieses Problem nicht, indem es ein Ziel maximiert, sondern indem es die Ziele gewichtet. Der Planer definiert: "Termintreue hat Priorität 10, Rüstaufwand Priorität 7, Kapazitätsauslastung Priorität 4." Das System errechnet dann den besten Kompromiss unter den gegebenen Gewichtungen. Verschiedene Szenarien können simuliert werden, bevor ein Plan freigegeben wird.
Excel, ERP und APS im Vergleich
| Kriterium | Excel / manuelle Planung | ERP-Modul (z.B. SAP PP) | APS (Production Scheduling) |
|---|---|---|---|
| Multiressourcenplanung | Nein. Maschine und Auftrag im Kopf des Planers | Begrenzt. Meist nur Kapazitätsgruppen, keine simultane Planung | Ja. Maschinen, Personal, Werkzeuge, Material gleichzeitig |
| Rüstoptimierung | Vom Planer geschätzt | Nicht vorhanden oder rudimentär | Algorithmenbasiert, automatisch |
| Reaktion auf Störungen | Manuell, zeitaufwendig | Neuplanung erfordert manuelle Eingriffe | Umplanung in Sekunden, wenn Ist-Daten aus dem MES vorliegen |
| Szenario-Simulation | Nicht möglich | Nicht in Echtzeit | Was-wäre-wenn-Szenarien auf Knopfdruck |
| Visualisierung | Tabellen, manuell gepflegt | Grafische Kapazitätsplanung je nach Modul und Konfiguration | Grafischer Leitstand (Gantt-Diagramm), Drag-and-Drop |
| Skalierung | Funktioniert bis ca. 10-15 Maschinen und 50 Aufträge. Darüber wird es unübersichtlich | Abhängig vom ERP-Modul | Hunderte Maschinen, tausende Aufträge |
Die Praxis zeigt: Bis etwa 10 Maschinen und wenige Produktwechsel pro Schicht funktioniert manuelle Planung oder Excel. Sobald Maschinen alternativ belegbar sind, Rüstzeiten zwischen Produkten variieren und mehrere Schichtmodelle zu berücksichtigen sind, stößt manuelle Planung an ihre Grenzen. Der Planer kann nicht mehr alle Abhängigkeiten im Kopf halten. Die Folge: suboptimale Reihenfolgen, unnötige Rüstzeiten, verpasste Liefertermine.
Wie Production Scheduling und MES zusammenarbeiten
Production Scheduling und MES sind zwei verschiedene Systeme, die sich gegenseitig brauchen:
| Funktion | APS (Production Scheduling) | MES (Fertigungssteuerung) |
|---|---|---|
| Aufgabe | Plant den optimalen Ablauf: Reihenfolge, Maschinenzuordnung, Zeitfenster | Steuert die Ausführung: Aufträge an Maschinen verteilen, Rückmeldungen erfassen, Ist-Daten liefern |
| Zeithorizont | Tage bis Stunden voraus | Echtzeit |
| Datenfluss | Empfängt Aufträge vom ERP. Liefert den Feinplan an das MES | Empfängt den Feinplan vom APS. Liefert Ist-Daten (Stückzahlen, Stillstände, Taktzeiten) zurück an das APS |
| Störungsreaktion | Errechnet neuen Plan auf Basis der Ist-Daten aus dem MES | Meldet Störungen in Echtzeit an das APS (z.B. Maschinenausfall, Auftragsfertigstellung) |
Ohne MES plant das APS gegen veraltete Daten. Es nimmt an, dass Maschine 3 um 14:00 frei ist, weil der Auftrag laut Plan um 13:45 endet. Wenn der Auftrag aber wegen eines Stillstands erst um 15:30 fertig wird und das APS das nicht erfährt, ist der gesamte nachfolgende Plan falsch. Erst die Echtzeit-Rückmeldung aus dem MES ermöglicht eine Feinplanung, die der Realität auf dem Shopfloor entspricht.
Praxis: Wie Production Scheduling in der Fertigung eingesetzt wird
Bei Schmiedetechnik Plettenberg (Umform- und Schmiedeprozesse, stark variierende Auftragsgrößen) war die Ausgangslage typisch: Fertigungsaufträge wurden im ERP (InforCOM) geplant, aber die Verbindung zwischen Planung und tatsächlicher Ausführung auf dem Shopfloor war nicht konsistent. Kapazitäten konnten nicht zuverlässig geplant werden, weil die Ist-Daten fehlten. Die Einführung von SYMESTIC hat zunächst die Datenbasis geschaffen: Echtzeit-Erfassung von Taktzeiten, Stillständen und Auftragsfortschritt. Bidirektionale Anbindung an InforCOM: Fertigungsaufträge fließen automatisch in SYMESTIC, Rückmeldungen (Mengen, Zeiten, Stillstände) fließen zurück ins ERP. Diese Datenbasis ist die Voraussetzung für eine funktionierende Feinplanung, denn ohne verlässliche Ist-Daten bleibt jeder Feinplan eine Schätzung.
Bei Meleghy Automotive: 4 Werke in 6 Monaten, SAP R3, 10 % weniger Stillstand und 7 % mehr Ausbringung.
Häufige Fragen zum Production Scheduling
Was ist der Unterschied zwischen Production Scheduling und Produktionsplanung im ERP?
Production Scheduling (Feinplanung) legt fest, welcher Auftrag auf welcher Maschine in welcher Reihenfolge läuft; ERP-Systeme können je nach Modul und Konfiguration ebenfalls Feinplanungsfunktionen bieten.
Ab wann lohnt sich ein APS-System?
Sobald die manuelle Planung an ihre Grenzen stößt: mehr als 10-15 Maschinen, häufige Produktwechsel, alternative Maschinenbelegungen, variable Rüstzeiten und mehrere Schichtmodelle. Wenn der Planer nicht mehr alle Abhängigkeiten im Kopf halten kann, wird ein APS wirtschaftlich.
Kann Production Scheduling ohne MES funktionieren?
Technisch ja, praktisch nur eingeschränkt. Ohne Echtzeit-Rückmeldungen aus dem MES plant das APS gegen den Plan statt gegen die Realität. Jede Abweichung (Stillstand, Nacharbeit, Materialverzögerung) macht den Feinplan sofort veraltet. Die Kombination aus APS und MES mit automatischer Maschinendatenerfassung ist die Voraussetzung für eine Feinplanung, die funktioniert.
Was ist ein grafischer Feinplanungsleitstand?
Ein grafischer Leitstand zeigt die Maschinenbelegung als Gantt-Diagramm: Auf der Y-Achse die Maschinen, auf der X-Achse die Zeit. Jeder Auftrag ist ein Balken, der per Drag-and-Drop verschoben werden kann. Kollisionen (zwei Aufträge auf derselben Maschine zur gleichen Zeit) werden automatisch erkannt. Was-wäre-wenn-Szenarien können simuliert werden, bevor ein Plan freigegeben wird.
Was ist der Unterschied zwischen APS und MES?
APS plant, MES steuert. Das APS errechnet den optimalen Ablauf (Reihenfolge, Maschinenzuordnung, Zeitfenster). Das MES setzt diesen Plan auf dem Shopfloor um, erfasst die Ist-Daten und meldet Abweichungen zurück an das APS. Beide Systeme ergänzen sich und arbeiten in einer Regelschleife zusammen.
Live-Demo30 Minuten · kostenlos
Sehen, wie Ihr Plan an der Maschine ankommt
In einer Live-Demo zeigen wir, wie geplante Aufträge an der Maschine ausgeführt und zurückgemeldet werden, ob der Plan aus dem ERP oder einem APS kommt.
Im Einsatz in über 20 Ländern
