Production Scheduling: Feinplanung in der Fertigung

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.

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:

Der entscheidende Punkt: Das ERP plant Aufträge, aber es plant keine Maschinen. Es weiß, dass 5.000 Gehäuseteile bis Freitag fertig sein müssen, aber es weiß nicht, ob Maschine 3 am Mittwoch frei ist, ob das Werkzeug gerade in Wartung ist oder ob der Bediener erst in der Spätschicht verfügbar ist. Genau diese Lücke füllt das Production Scheduling.

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:

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:

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.

Warum Excel und ERP für Feinplanung nicht reichen

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:

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 (6 Werke, Umform-, Füge- und Beschichtungsprozesse) wurde das Production Scheduling konzernweit aufgebaut. Bidirektionale SAP-R3-Anbindung über ABAP IDoc: Mapping von Maschinenzyklen zu Fertigungsaufträgen, Rückspielen der Daten ins ERP. Durch die Echtzeit-Transparenz über alle Werke hinweg können Aufträge standortübergreifend geplant und Engpässe frühzeitig erkannt werden. Ergebnis: 10 % weniger Stillstände, 7 % mehr Ausbringung, 5 % bessere Verfügbarkeit.

Häufige Fragen zum Production Scheduling

Was ist der Unterschied zwischen Production Scheduling und Produktionsplanung im ERP?
Das ERP plant auf Wochen- und Tagesebene: welche Aufträge in welcher Menge bis wann. Production Scheduling (Feinplanung) plant auf Stunden- und Minutenebene: welcher Auftrag auf welcher Maschine in welcher Reihenfolge, unter Berücksichtigung von Personal, Werkzeugen und Materialverfügbarkeit.

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.

Über den Autor:

Uwe Kobbert

Gründer und CEO der symestic GmbH. Seit über 30 Jahren in der Fertigungsindustrie. Dipl.-Ing. Nachrichtentechnik/Elektronik.
LinkedIn