Produktionsplanungssoftware: drei Systemarten
Produktionsplanungssoftware verteilt Fertigungsaufträge auf Termine, Maschinen, Werkzeuge und Personal. Sie steckt in drei Systemarten: im ERP (Grobplanung), im APS (Feinplanung gegen begrenzte Kapazität) und im MES, das Aufträge in der Fertigung steuert und die Ist-Daten an die Planung zurückgibt. Die Richtlinie VDI 5600 Blatt 1 zählt Feinplanung und Feinsteuerung ausdrücklich zu den Aufgaben eines MES.
Wer nach „Produktionsplanung Software“ sucht, findet deshalb Listen, in denen ERP-Module, Plantafeln und Feinplanungssysteme nebeneinanderstehen. Für die Auswahl hilft zuerst die Frage, welche Planungsebene im eigenen Werk fehlt.
ERP, APS und MES: wer plant was
| System | Planungshorizont | Kernfrage | Kapazität |
|---|
| ERP (oft als PPS-Modul) | Wochen bis Monate | Was muss wann fertig sein, und welches Material fehlt? | in der Grundform unbegrenzt, Abgleich meist grob nach Arbeitsplatzgruppe |
| APS (Advanced Planning and Scheduling), Feinplanungsmodul | Tage bis Wochen | Welcher Auftrag läuft auf welcher Maschine in welcher Reihenfolge? | begrenzt, mehrere Ressourcen zugleich |
| MES | Schicht bis Minute | Was läuft gerade, und wie weit ist jeder Auftrag? | misst die tatsächliche Kapazität |
Das ERP rechnet aus Liefertermin, Stückliste und Arbeitsplan, wann ein Auftrag starten muss. Ob die Maschine an diesem Tag frei ist, prüft es in der Grundform nicht: Die Durchlaufterminierung rechnet zunächst ohne die Kapazitätssituation, der Abgleich folgt erst danach (Gabler Wirtschaftslexikon). Die Feinplanung übernimmt ein APS oder ein MES mit Leitstand: Sie legt die Reihenfolge je Maschine fest und berücksichtigt dabei Rüstzeiten, Werkzeuge und die Qualifikation der Bediener. Wie man Reihenfolgen bildet, beschreibt der Beitrag zu Production Scheduling. Das MES meldet zurück, was in der Fertigung passiert ist: Start, Stillstand, Stückzahl, Ende.
Ab wann sich ein Feinplanungssystem lohnt
Ob ERP mit Plantafel oder Excel-Liste reicht, hängt weniger an der Betriebsgröße als an diesen Merkmalen:
| Merkmal | Plantafel oder Excel reicht meist | Feinplanung (APS) lohnt sich |
|---|
| Rüstzeit | fast gleich, egal welches Produkt vorher lief | hängt stark vom Vorgängerprodukt ab (Farbe, Material, Werkzeug) |
| Begrenzende Ressource | nur die Maschine | Maschine, Werkzeug und qualifizierter Bediener zugleich |
| Fertigungsstufen | ein oder zwei Arbeitsgänge je Auftrag | viele Arbeitsgänge, die aufeinander warten |
| Umplanungen | selten, der Wochenplan hält | mehrmals täglich durch Eilaufträge, Störungen oder Material |
| Wissen | Plan ist für jeden nachvollziehbar | Plan steckt im Kopf einer Person |
Treffen mehrere Merkmale der rechten Spalte zu, wächst die Zahl möglicher Reihenfolgen schneller, als ein Mensch sie prüfen kann. Bei vier Aufträgen an einer Maschine gibt es 24 Reihenfolgen, bei zehn Aufträgen 3.628.800.
Rechenbeispiel: was die Reihenfolge an Rüstzeit kostet
Eine Lackieranlage fährt vier Aufträge in den Farben Weiß, Beige, Grau und Schwarz. Die Rüstzeit hängt davon ab, welche Farbe vorher lief: Von hell nach dunkel genügt eine kurze Spülung, von Schwarz nach Weiß muss gründlich gereinigt werden (konstruierte Zahlen).
| Reihenfolge | Wechsel | Rüstzeit |
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| A, nach Auftragseingang: Schwarz, Weiß, Grau, Beige | Schwarz→Weiß 60 min, Weiß→Grau 20 min, Grau→Beige 35 min | 115 min |
| B, von hell nach dunkel: Weiß, Beige, Grau, Schwarz | Weiß→Beige 10 min, Beige→Grau 15 min, Grau→Schwarz 15 min | 40 min |
Reihenfolge B spart in diesem Durchlauf 75 Minuten. Wiederholt sich der Farbzyklus, kommt der Rückwechsel hinzu: Bei B folgt auf Schwarz wieder Weiß (60 Minuten), bei A folgt auf Beige wieder Schwarz (15 Minuten). Je Zyklus braucht B dann 100 Minuten und A 130 Minuten, die Ersparnis sinkt auf 30 Minuten. Bei fünf Zyklen in der Woche sind das 150 Minuten, also zweieinhalb Stunden Anlagenzeit. Wer Reihenfolgen vergleicht, muss den Rückwechsel mitrechnen. Bei vier Aufträgen sieht ein erfahrener Planer das selbst. Bei 40 Aufträgen auf drei Anlagen mit Liefertermin und Werkzeugbedarf braucht er dafür eine Rüstmatrix im System, und die ist nur so gut wie die gemessenen Rüstzeiten, die in ihr stehen.
Warum ein Plan ohne Rückmeldung veraltet
Jeder Plan beruht auf Vorgabezeiten. Fällt eine Maschine 40 Minuten aus oder dauert ein Rüstvorgang länger, verschieben sich alle folgenden Aufträge. Erfährt die Planung davon erst am Schichtende, plant sie gegen einen Zustand, den es nicht mehr gibt. In Excel kommt hinzu, dass Abhängigkeiten zwischen Arbeitsgängen nicht mitgerechnet werden: Wer einen Auftrag verschiebt, muss die Folgen für alle anderen selbst nachziehen.
Eine Feinplanung braucht deshalb zwei Dinge aus der Fertigung: den aktuellen Stand jedes Auftrags und gemessene statt geschätzte Zeiten für Rüsten und Bearbeitung. Beides kommt aus der Betriebsdatenerfassung.
Software für die Produktionsplanung auswählen
Vor dem Vergleich von Anbietern stehen fünf Fragen, in dieser Reihenfolge:
- Wo entstehen die Aufträge? Fast immer im ERP. Die Planungssoftware muss Aufträge, Arbeitspläne und Termine von dort übernehmen und Rückmeldungen zurückgeben können.
- Was begrenzt die Fertigung? Ist es nur die Maschine, genügt eine einfachere Planung. Sind es Werkzeuge oder Qualifikationen, muss das System mehrere Ressourcen zugleich planen.
- Woher kommen die Ist-Zeiten? Ohne Rückmeldung aus der Fertigung rechnet jede Planung mit Vorgabezeiten, die niemand prüft.
- Wer pflegt die Stammdaten? Vorgabezeiten und Rüstmatrix müssen jemandem gehören, sonst veraltet die Planung mit dem ersten neuen Produkt.
- Wie schnell muss umgeplant werden? Wer mehrmals am Tag umplant, braucht eine Planung, die auf Störungen reagiert, und einen Leitstand, auf dem der Planer die Folgen sieht.
Was die Software kostet, lässt sich pauschal nicht beantworten. ERP-Module, APS und MES werden nach Nutzern, Ressourcen oder Anlagen abgerechnet, und die Pflege der Stammdaten kostet laufend Zeit, die in keinem Angebot steht.
Was SYMESTIC im Bereich Produktionsplanung bietet
SYMESTIC ist ein Cloud-MES und liefert der Planung die Ist-Daten, die ihr sonst fehlen. Aufträge kommen aus dem ERP oder werden direkt angelegt, werden freigegeben und priorisiert, Werker starten, pausieren und beenden sie an der Maschine, und Status und aktueller Arbeitsgang sind live sichtbar. Mehr dazu auf der Seite Fertigungssteuerung.
Angebunden sind unter anderem InforCOM, SAP, Microsoft Dynamics NAV und Business Central: Aufträge kommen aus dem ERP, Rückmeldungen gehen dorthin zurück (ERP-Integration). Ein vorhandenes APS bindet SYMESTIC über eine dokumentierte REST-API an. Bei der Schmiedetechnik Plettenberg ist das ERP InforCOM in beide Richtungen angebunden, und die Echtzeitdaten standen ab dem ersten Tag zur Verfügung. Grundlage ist die Maschinendatenerfassung. Liefert eine Maschine kein Stillstandssignal, erkennt SYMESTIC den Stillstand daran, dass keine Bauteile mehr gezählt werden.
Wie Ihre Planung Ist-Daten aus Ihrer Fertigung bekommt, zeigt eine kostenlose Live-Demo am eigenen Anwendungsfall.
