Advanced Planning Systems

  FH Erfurt  

  Supply Chain Management  

  Fachbereich Verkehrs  

  und Transportwesen Technology Structure  

  Inhaltsverzeichnis  

Inhaltsverzeichnis   1

  Abbildungsverzeichnis  2

Tabellenverzeichnis   3

1.  Was verbirgt sich hinter dem Begriff „Advanced Planning Systems“ (APS)?  4

1.1.  Planungshorizont  5

1.2.  Problem der Transparenz in der Supply Chain  5

1.3.  Berücksichtigung aller Ressourcen  6

1.4.  Verwendung der Ressourcen  7

2.  Bestandteile von APS  8

2.1.  Bedarfsplanung  8

2.2.  Produktionsplaung  8

2.3.  Beschaffungsplanung  9

2.4.  Distributionsplanung  10

3.  Systemarchitektur eines APS  11

3.1.  Komponenten  12

3.2.  Bedarfsmanagement  13

3.3.  Ressourcenmanagement  13

3.3.1.  Ressourcenoptimierung  15

3.3.2.  Allokation der Ressourcen  15

3.4.  Forecasting  15

3.4.1.  Einsflussfaktoren auf Prognosen  16

3.4.2.  Methoden zur Prognoseentwicklung  17

3.4.3.  Ablauf von Prognoseprozessen  18

3.4.4.  Prognosetechniken aus Softwaresicht  19

3.4.5.  Forecast Support System  19

3.4.6.  Administration  20

3.4.7.  Arbeitsweise einer Prognose  21

3.4.8.  Arten von Prognoseverfahren  22

3.4.9.  Prognosefehler  23

3.5.  Collaborative Planning, Forecasting and Replenishment  26

4.  APS - Nutzen und Überlegungen  27

4.1.  Nutzen von APS  27

4.2.  Überlegungen hinsichtlich APS-Applikationen  27

5.  Zusammenfassung  31

  Literatur- und Quellenverzeichnis  33

1

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  Fachbereich Verkehrs  

  und Transportwesen Technology Structure  

  Abbildungsverzeichnis  

  Abbildung 1 Advanced Planning and Scheduling overview  11

  Abbildung 2 Top-down forecast example  18

  Abbildung 3 Forecast management process  19

  Abbildung 4 Response of a simulated production/ distribution system  21

  Abbildung 5 Comparative forecast errors  25

  Abbildung 6 CPFR in the retail information technology environment  26

2

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1 - Sample APS Planning Situation................................................. 11

Tabelle 2 - APS system moduls................................................................... 13

Tabelle 3 - Monthly Personal Computer Demand and Forecast .................. 24

3

1. Was verbirgt sich hinter dem Begriff “Advanced Planning and Sheduling” (APS)?

„[…] Supply chain management […] is […] the management of up-stream and downstream relationship with suppliers and customers to deliver superior customer value at less cost to the supply chain as a whole. [...] Thus the focus of supply chain management is upon the management of relationship in order to achieve a more profitable outcome for all parties in the chain”. 1

Diese Definition des Supply Chain Managements (SCM) macht deutlich, dass SCM als Oberbegriff der Optimierung der Versorgungsketten steht. ² Stetig steigender Umfang sowie steigende Komplexität von SCM-Konzepten machen es erforderlich, den Fokus auf die standort- und unternehmensübergreifende Planung von

³ Geschäftsprozessen zu richten. Derart aktuelle, auf eine

unternehmensübergreifende zentrale Optimierung ausgerichtete SCM-Konzepte und ihre informationstechnische Realisierung werden als Advanced Planning Systems (APS) bezeichnet. Wesentlicher Vorteil dieser Systeme gegenüber den klassischen Produktionsplanungs- und Steuerungssystemen (PPS) und den Enterprise Resource Planning Systems (ERP), ist die standortübergreifende Unterstützung von Transaktionen, sowie die umfassende Entscheidungs-und

Ausführungsunterstützung. Bei PPS- und ERP-Systemen wurde das komplexe Problem der Produktionsplanung in Teilaufgaben zerlegt. Die dabei angewandte hierarchische, sukzessive Abarbeitung der Teilschritte führte allerdings zu unbefriedigenden, teils undurchführbaren Ergebnissen, da fehlerhafte Planvorgaben nicht korrigiert werden konnten. ⁴ Es traten Dissonanzen im Bereich der Produktion, des Bestandsmanagements, der Lagerung sowie des Transports auf. Diese führten zu überschüssigen Beständen, zu redundanten Kapazitäten und unvollständiger Ausnutzung der Ressourcen. Um diese Heterogenität zu handhaben waren Kapazitäts- und Bestandspuffer notwendig, welche heutzutage als inakzeptabel gelten. Sie sollen durch gesteigerte Planungsintegration im Bereich aller SC-Prozesse vermieden werden. An dieser Stelle finden APS-Systeme den Ansatzpunkt

¹ Christopher 1998, S. 18 in: Busch, Axel/ Dangelmaier, Wilhelm; Integriertes Supply Chain Management; 2. Auflage; Wiesbaden 2004; S. 6

² Vgl. Busch, Axel / Dangelmaier, Wilhelm; Integriertes Supply Chain Management; 2. Auflage; Wiesbaden 2004; S. 6

³ Vgl. Bowersox, D./ Closs D./ Cooper, M.: Supply Chain Logistics Management, New York 2002, S. 248

⁴ Vgl. Busch, Axel / Dangelmaier, Wilhelm; Integriertes Supply Chain Management; 2. Auflage; Wiesbaden 2004; S. 6

4

ihrer erfolgreichen Arbeit. Die vier Faktoren, welche die Entwicklung und Implementierung von APS entscheidend beeinflussen sind: der Planungshorizont, die Transparenz entlang der Supply Chain, die Berücksichtigung aller Ressourcen sowie die Verwendung der Ressourcen. 5

1.1. Planungshorizont

Während in der Vergangenheit die Aktivitäten rund um die Supply Chain Monate im Voraus geplant wurden, so versucht man heute den Planungshorizont immer kürzer werden zu lassen. Denn etwaige Monatsplanungen zogen stets eine beschränkte Flexibilität im Zeitfenster des gegenwärtigen Monats nach sich. Innerhalb einer gegenwärtigen Woche betrug die Flexibilität gleich null. In dieser so genannten „freez period“ war die Ursache des rückläufigen Kundenservices zu sehen, da weder die Produktion noch die Distribution schnell genug auf veränderte Marktanforderungen reagieren konnten - exzessive Bestände waren die Folge. ⁶ Die Entwicklung von APS-Systemen setzt unmittelbar an diesen Nachteilen an und macht die Abbildung komplexer logistischer Strukturen und Prozesse in Echtzeit möglich, so dass eine simultane Planung über Unternehmensgrenzen hinweg realisierbar ist. Auf veränderte Marktanforderungen kann somit schneller reagiert werden. Die Vorhaltung von Kapazitäten und der Einsatz von Ressourcen in der Supply Chain werden optimiert. 7

1.2. Problem der Transparenz in der Supply Chain

Bei immer kürzer werdendem Planungshorizont trägt ein weiterer Faktor entscheidend zur Realisierung der Integration von APS bei - die Transparenz in der Lieferkette. Informationstransparenz beinhaltet dabei Informationen zu:

⁵ Vgl. Bowersox, D./ Closs D./ Cooper, M.: Supply Chain Logistics Management, New York 2002, S. 249

⁶ Vgl. ebenda, S. 249

⁷ Vgl. Busch, Axel / Dangelmaier, Wilhelm; Integriertes Supply Chain Management; 2. Auflage; Wiesbaden 2004; S. 38

5

Um aufgeführte Indikatoren wirkungsvoll bewerten und verwalten zu können bedarf es direktem Zugriff darauf durch die Unternehmen, und das möglichst zeitnah. Die reine Identifizierung von Lieferungen und Beständen genügt nicht. Transparenz verlangt nach einem Management der Ressourcen und Aktivitäten entlang der Supply Chain, um potentielle Probleme zu reduzieren bzw. zu vermeiden. ⁸ Simchi-Levi äußerte sich passend auf die Frage: „What does integration mean in the supply chain context?“ - “It means using information efficiently among the supply chain partners.” 9

Ein treffendes Beispiel fehlender Transparenz bot sich während des Krieges am persischen Golf, zu Beginn der 90er Jahre. Betrachtete man die Vereinigten Staaten und ihre Verbündeten, so erfuhr man was effektive militärische Planung bedeutet. Auf der Seite der Unterlegenen hingegen konnte weder von Logistik, geschweige denn von SC-Systemen die Rede sein. Hauptgrund mangelnder Integration von Informationssystemen war die Furcht, dass potentielle Feinde in das Informationsnetzwerk eindringen könnten, um sich so einen Vorteil zu verschaffen. Resultat mangelnder Transparenz war eine Leistung, welche nicht das widerspiegelte, was im Jahr 1991 hätte möglich sein sollen. 10

1.3. Berücksichtigung aller Ressourcen

Nach der erfolgreichen Integration der Informationsflüsse entlang der Supply Chain folgt nun eine Überprüfung machbarer Produktionstermine und der Verfügbarkeit benötigter Komponenten für alle Fertigungsstufen entlang der Supply Chain. Dabei liegt das Hauptaugenmerk auf der Kapazitäts- und Materialverfügbarkeit hinsichtlich der Wünsche der Kunden nach der Produktmenge, der Lieferzeit und dem Standort. Zukunftsorientiert strebt die Logistik dahingehende Standards an. Restriktion in Bezug auf den Kundenbedarf besteht im Bereich der Kapazitäten: Material-, Produktions-, Lagerungs- und Transportkapazitäten. Vorherige Planungsmodelle haben diese Kapazitätsbeschränkungen sequentiell berücksichtigt. Zum Beispiel wurde ein Anfangsplan erstellt, welcher innerhalb dieser Produktionsbeschränkungen arbeitete. Anschließend wurde er überarbeitet um den Materialbestand sowie die Bezugsbeschränkungen widerzuspiegeln. Der nachfolgende, nochmals überarbeitete

⁸ Vgl. Bowersox, D./ Closs D./ Cooper, M.: Supply Chain Logistics Management, New York 2002, S. 249 f.

⁹ Simchi-Levi 2000, S. 75 in: Busch, Axel/ Dangelmaier, Wilhelm; Integriertes Supply Chain Management; 2. Auflage; Wiesbaden 2004; S. 36

¹⁰ Vgl. Bowersox, D./ Closs D./ Cooper, M.: Supply Chain Logistics Management, New York 2002, S. 249 f.

6

Plan berücksichtigte außerdem Lager- und Transportbeschränkungen. Die Vorgehensweise konnte dabei unterschiedlich sein, aber das charakteristische älterer Planungssysteme, die sequentielle Arbeitsweise, wurde stets beibehalten, was zu suboptimaler, minderwertiger Planung und Kapazitätsverwendung führte. Um eine optimale Integration entlang der Supply Chain zu erreichen, ist die simultane Betrachtung relevanter Kapazitätsbeschränkungen in der Lieferkette erforderlich. Dies soll dazu führen, Kostenpotentiale aufzudecken, z.B. in der Produktion und Lagerung, um die allgemeinen Kosten zu senken. APS dienen dazu, die Potentiale quantitativ zu bewerten und Pläne vorzuschlagen, um die Leistungsfähigkeit zu optimieren. 11

1.4. Verwendung der Ressourcen

Die Verwendung der Ressourcen stellt den letzten der vier Einflussfaktoren bei der APS Entwicklung dar. Entscheidungen hinsichtlich der Logistik und des SCM haben einen großen Einfluss auf die Ressourcen eines Unternehmens - auf die Produktion, die Distribution und die Lagerhaltung. Diese Ressourcen binden einen beträchtlichen Anteil des Anlage- und Umlaufvermögens einer Unternehmung, wie es auch bei früheren Planungssystemen der Fall war. Vor diesem Hintergrund waren eine Verringerung der Fertigungstiefe sowie eine Reduzierung der Lagerstufen erforderlich. Dies führte zu langen Produktionsläufen, was wiederum erhöhte Bestände von Nöten machte, wovon die Folge erhöhte Kapitalbindung war. Außerdem mussten daraufhin neue Lagermöglichkeiten geschaffen werden. Durch den ständig steigenden Planungshorizont nahm diese Tendenz dramatische Ausmaße an.

Durch die Verschwendung von Ressourcen ergab sich das Ziel für APS Applikationen, eine integrierte Planung unter Berücksichtigung aller Ressourcen durchzuführen, um eben diese zu reduzieren. Das stellt sich jedoch als sehr schwierig dar, wenn sich das Hauptaugenmerk einer Versorgungskette bzw. einer Unternehmung an deren Vermögenswerten orientiert. 12

¹¹ Vgl. ebenda, S. 250 f.

¹² Vgl. ebenda, S. 251

7

2. Bestandteile von APS

Die Anzahl neuer APS Applikationen nimmt stetig zu. Die Planung von Lieferketten wird immer umfangreicher, was nur ein Grund dafür ist. Wie überall, so gibt es auch im Bereich der Planung der Supply Chain Applikationen, welche sich alle irgendwo ähneln. Denn diese Versionen beinhalten, wenn auch teils in abgewandelter Form, alle die Bedarfsplanung, die Produktionsplanung, das Bestands- und Bedarfsmanagement sowie die Transportplanung. 13

2.1. Bedarfsplanung

Immer komplexer werdende Produktangebote und Marketingtaktiken, in Verbindung mit kürzer werdenden Produktlebenszyklen rufen nach der Erfordernis zu mehr Genauigkeit, Flexibilität und Konsequenz bei der Ermittlung des Bestands. Die Bedarfsplanung versucht dies zu verwirklichen. ¹⁴ Sie beinhaltet das Erfassen und Aufbereiten der Vertriebsdaten mit dem Ziel einen Absatzplan zu erstellen. Der Schwerpunkt liegt dabei in den Methoden zur Prognose des mittel- und langfristigen Bedarfs auf Basis historischer Absatzdaten. ¹⁵ Die Bedarfsplanung identifiziert und analysiert Fluktuationen der Nachfrage und liefert genaue und dynamische Aussagen über die zukünftige Nachfrageentwicklung. 16

2.2. Produktionsplanung

Aufgabe der Produktionsplanung ist es, einen optimierten Produktionsplan für jede einzelne Produktionsstätte der Supply Chain zu erstellen. Ziel ist die Maximierung der Lieferbereitschaft und Termintreue bei gleichzeitiger Optimierung der Auslastung und Minimierung der Bestandskosten. Der mittlere Planungshorizont liegt im Monatsbis Wochenbereich, wobei die betrachteten Zeitfenster Wochen oder sogar Tage sein können.

Ergebnisse der Produktionsplanung sind Mengenbedarfe, die an die Beschaffung weitergeleitet werden, Kapazitätsbedarfe sowie ein Produktionsplan, der die

¹³ Vgl. ebenda, S. 251

¹⁴ Vgl. ebenda, S. 251 f.

¹⁵ Vgl. Busch, Axel / Dangelmaier, Wilhelm; Integriertes Supply Chain Management; 2. Auflage; Wiesbaden 2004; S. 263

¹⁶ Vgl. Tinsobin, Johannes: Seminararbeit - Anwendung der Informationstechnologien auf das Supply Chain Management, S. 10

8

Zuordnung von Kapazitäten und benötigtem Material zu den Fertigungsaufträgen einer Planungsperiode enthält. 17

2.3. Beschaffungsplanung

Die Beschaffungsplanung erstreckt sich weit über die Mauern einer Fabrik hinaus. Während es einerseits wichtig ist die Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens zu erhalten, berücksichtigt SCM andererseits den Einfluss von

Produktionsentscheidungen. So gibt es zum Beispiel Produktionspläne, welche lange Produktionszyklen vorschlagen, was nicht nur hohe Bestände verursacht, sondern außerdem hohe Lager- und Transportkapazitäten erfordert. Dabei sind allerdings die Herstellungskosten minimal. Ökonomischer wären allerdings Pläne welche zu weniger Lager- und Transportbedarf führen. Die Beschaffungsplanung versucht hier einen Ausgleich zwischen den Kosten der Produktion, der Lagerung und des Transports zu erreichen. Dies soll bei Einhaltung folgender Gesichtspunkte geschehen: Kundenzufriedenheit minimale

Gesamtkosten innerhalb der physikalischen Beschränkungen. 18

2.4. Distributionsplanung

Aufgabe der Distributionsplanung ist die optimierte Festlegung der Transportmittel, der Touren und der Beladung zur termingerechten Belieferung. Das Ziel ist dabei eine geringe Lieferzeit und hohe Liefertreue bei gleichzeitig geringen Kosten zu erreichen. Waren früher der Einkauf und die Logistik auf sich bedacht, so strebt man heute nach einer engen Zusammenarbeit, wobei das Ziel minimaler Transportkosten im Vordergrund steht. Das wiederum verlangt nach einer gemeinsamen Kostenstruktur.

Wie man sieht geht der Trend zu einer immer wirksamer werdenden Logistik und Lieferkettenplanung. In der Vergangenheit führte der Mangel an Informationen zu einer suboptimalen Auslastung der Produktion. Dank APS ist davon heutzutage fast keine Rede mehr. Durch verbessertes Informationsmanagement und verbesserte

¹⁷ Vgl. Busch, Axel / Dangelmaier, Wilhelm; Integriertes Supply Chain Management; 2. Auflage; Wiesbaden 2004; S. 200

¹⁸ Vgl. Bowersox, D./ Closs D./ Cooper, M.: Supply Chain Logistics Management, New York 2002, S. 252

9

Entscheidungsanalysen sind erweiterte APS Realität geworden. Der nachfolgende

Abschnitt beschreibt die Hauptkomponenten von APS. 19

¹⁹ Vgl. ebenda, S. 252 f.

10

3. Systemarchitektur eines APS

Um den Ansprüchen der Logistik und der Lieferketten gerecht zu werden, bemühen sich APS einer integrativen räumlichen und zeitlichen Planung. Die räumliche Planung umfasst dabei alle Bewegungen entlang der Supply Chain, von der Beschaffung zur Produktion, von da aus zur Distribution und schließlich zum Endabnehmer. Zeitliche Planungen sorgen für eine termingerechte räumliche Planung.

Abbildung 1 stellt ein vereinfachtes Netzwerk dar. Es zeigt die Transportflüsse von der Produktion zu den Distributionszentren und von diesen zu den Kunden. Außerdem spiegelt es den Ressourcenstatus sowie die Allokation zu einem bestimmten Zeitpunkt wieder. Der Zeitpunkt kann zum Beispiel der erste Tag des Monats sein. Um wirksam planen zu können ist ein Prozess erforderlich, welcher einen Überblick über die zeitlichen und mengenmäßigen Ressourcen gibt.

Abbildung 1: Advanced Planning and Scheduling overview

Quelle: Bowersox, D./ Closs D./ Cooper, M.: Supply Chain Logistics Management, New York 2002, S. 253

Tabelle 1: Sample APS Planning Situation

Quelle: Bowersox, D./ Closs D./ Cooper, M.: Supply Chain Logistics Management, New York 2002, S. 254

11

Angenommen ein Kunde möchte in der dritten Periode sein gewünschtes Produkt geliefert bekommen, so muss die Bewegung entlang der Supply Chain zeitlich geplant werden. Unter der Annahme, dass pro Periode eine logistische Aufgabe erledigt wird, so ist es die Aufgabe von APS, zu planen, dass das Produkt in der ersten Periode die Produktion verlässt. In der zweiten Periode wird der Warenausgang in den Distributionszentren verzeichnet, um in der dritten Periode zeitgerecht beim Kunden angeliefert werden zu können. Nehmen wir an eine Firma sieht sich mit der in Tabelle 1 zusammengefassten Situation konfrontiert. Kunde X benötigt pro Periode 200 Einheiten eines bestimmten Produktes. Ausnahme: Periode 4, wo Kunde X den Auftrag einmalig auf 600 Einheiten verdreifacht, da in diesem Zeitraum eine Promotion stattfindet. Die Produktionskapazität der Firma beträgt 300 Einheiten pro Woche (Zeitperiode). Um dem Bedarf des Kunden nachzukommen kann sich die Firma zweier Alternativen bedienen. Alternative 1 bedeutet bedarfsgerecht zu produzieren, ohne Bestandsüberträge. Das würde bedeuten, dass in Periode 4 Produktionsüberstunden abzuleisten wären um eine höhere Produktivität zu gewährleisten und somit der Nachfrage des Kunden X nachzukommen. Das Resultat wären höhere Produktionskosten - bei niedrigeren Bestandskosten im Bereich Transport und Lagerung. Alternative 2 würde bedeuten, die Produktionskapazität voll auszuschöpfen und somit bis zum Erreichen der vierten Periode einen Übertrag von

100 Einheiten pro Periode zu produzieren. Während dabei auf

Produktionsüberstunden verzichtet werden kann, steigen die Transport- und Lagerkosten infolge höherer Bestände zwangsläufig an. Keine der beiden Alternativen ist wirklich zufrieden stellend. Deswegen ist die so genannte Minimalkostenkombination das Ziel - minimale Produktions-, Lager- und Transportkosten. Es muss ein Ausgleich gefunden werden, was durch die linearen Optimierungstechniken von APS möglich wird, da diese eine Vielzahl von Beschränkungen evaluieren können. 20

3.1. Komponenten

Die Hauptkomponenten von APS sind stets die gleichen: das Bedarfsmanagement, das Ressourcenmanagement, die Optimierung der Bedürfnisse und die Allokation

²⁰ Vgl. ebenda, S. 253 f.

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