Grundzüge der traditionellen Produktionsplanungs- und Produktionssteuerungssyteme

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Gang der Arbeit

2 Grundlagen der Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme
2.1 Definition der Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme
2.2 Ziele der Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme
2.3 Entwicklung der Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme
2.4 Rahmenbedingungen der Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme

3 Module der Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme
3.1 Module der Planung
3.1.1 Primärbedarfsplanung
3.1.2 Materialbedarfsplanung
3.1.3 Durchlaufterminierung
3.1.4 Kapazitätsabgleich
3.2 Module der Steuerung
3.2.1 Auftragsfreigabe
3.2.2 Reihenfolgeplanung
3.2.3 Betriebsdatenerfassung und -kontrolle

4 Kritische Betrachtung der Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme
4.1 Beurteilung von traditionellen Produktionsplanungs- und -steuerungssystemen
4.2 Beurteilung von modernen Produktionsplanungs und -steuerungssystemen
4.3 Fehler bei der Auswahl und Einführung von Produktionsplanungs- und -steuerungssystemen
4.4 Umweltorientiere Maßnahmen in Produktionsplanungs- und -steuerungssystemen

5 Zusammenfassung und Ausblick

Literaturverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

1.1 Problemstellung

Durch den stetig wachsenden Unternehmensdruck ist eine gewinnmaximierende Produktionsstrategie essentiell, um am Markt erfolgreich zu bleiben. Bestandteil einer solchen Produktionsstrategie kann ein Produktionsplanungs- und -steuerungssystem sein. Im folgenden Text werden Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme durch PPS-Systeme abgekürzt.

Unter PPS-Systemen versteht man computergestützte Systeme, welche die einzel- nen Arbeitsschritte des Produktionsprozesses unterstützen und erleichtern sollen.¹ Ein solches System strebt Ziele wie die Reduzierung der Lagerbestände, Rüstzeiten und Liegezeiten an und versucht dadurch, zu einer kostenminimierenden Produktion beizutragen.² Hauptbestandteile von PPS-Systemen sind die Produktionsplanung und die Produktionssteuerung. Zur Produktionsplanung zählen die Primärbedarfspla- nung, Materialbedarfsplanung, Durchlaufterminierung und der Kapazitätsabgleich. Auftragsfreigabe, Reihenfolgeplanung und Betriebsdatenerfassung und Kontrolle sind Module der Produktionssteuerung.³ Die Produktionsplanung definiert die Schrit- te, wie man ein Produkt fertigt, während die Produktionssteuerung genau beschreibt, wann welcher Arbeitsschritt auf welcher Maschine durchgeführt wird.⁴

PPS-Systeme können in vielen Wirtschaftsbereichen eingesetzt werden und konzentrieren sich auf den gesamten Produktionsprozess eines Unternehmens. Jedoch genügen die traditionellen Standard PPS-Systeme heute meist nicht mehr, um der Dynamik des Marktes und den immer höher werdenden Kundenanforderungen gerecht zu werden.⁵ Aufgrund dessen wurde das System ständig weiterentwickelt. Heute gibt es ein solches PPS-System für beinahe alle Branchen.

Da die Anschaffungskosten eines PPS-Systems sehr hoch sind, ist eine präzise Analyse der einzelnen Systeme nötig, um das passende System für die Bedürfnisse des Unternehmens auszuwählen.⁶

Diese Arbeit soll dabei helfen, einen Überblick über PPS-Systeme zu bekommen und die Herausforderungen bei der Einführung und Anwendung beleuchten.

1.2 Gang der Arbeit

Nach der Einleitung werden im Kapitel zwei die Grundlagen von PPS-Systemen beschrieben. Beginnend mit einer Begriffsdefinition sowie mit Erklärungen werden die zentralen Inhalte dargestellt. Weiterführend wird die Produktionsplanung und die Produktionssteuerung isoliert betrachtet, ebenso die Ziele und die Entwicklung von PPS-Systemen. Die Rahmenbedingungen mit den Herausforderungen und den Anforderungen bilden die Grundlage, um die Ziele zu erreichen.

Im dritten Kapitel wird das PPS-System mit den Teilbereichen der Planung und den Teilbereichen der Steuerung grafisch dargestellt. Des Weiteren werden die einzelnen Module aufgezählt und erklärt.

Danach werden im vierten Kapitel PPS-Systeme kritisch betrachtet. Zunächst erfolgt die Beurteilung traditioneller PPS-Systeme, indem Kritikpunkte wie das Durchlaufzeitsyndrom behandelt werden. Höhere wirtschaftliche Relevanz zeigen indes moderne PPS-Systeme, auf die im darauffolgenden Abschnitt näher eingegangen wird. Um aufzuzeigen wie moderne PPS-Systeme mithilfe von Unterstützungsmöglichkeiten funktionieren, werden das Manfucaturing Resource Planning-Konzept - im folgenden Text als MRP II-Konzept abgekürzt - Expertensysteme und Fuzzy-Systeme erläutert. Abschließend werden Fehler bei der Auswahl und Einführung von PPSSystemen, sowie umweltorientierte Maßnahmen beleuchtet.

Das fünfte Kapitel beinhaltet eine Zusammenfassung, sowie Schlussfolgerungen mit Ausblick.

2 Grundlagen der Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme

2.1 Definition der Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme

„Das PPS-System hat die Aufgabe, aufgrund erwarteter und/oder vorliegender Kundenaufträge den mengenmäßigen und zeitlichen Produktionsablauf unter Beachtung der verfügbaren Ressourcen durch Planvorgaben festzulegen, diese zu veranlassen sowie überwachen und bei Abweichungen Maßnahmen zu ergreifen, so dass bestimmte betriebliche Ziele erreicht werden.“⁷

Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme sind computergestützte Systeme, welche die alltäglichen Aufgaben einer Produktionsabteilung erleichtern. Zu diesen Aufgaben zählen die Planung und Steuerung und die Überprüfung und Sicherung der Fertigungsprozesse.⁸ Sie müssen dafür sorgen, dass die Fertigungsaufträge zu den gewünschten Lieferterminen und mit geringstmöglichen Kosten ausgeführt werden.⁹ PPS-Systeme sind eine abgeleitete Form von den Decision Support-Systemen (Entscheidungsunterstützungssysteme).¹⁰

Zu Beginn waren die zentralen Aufgaben der PPS die Mengenplanung, sowie die Terminplanung in der Fertigung. Durch die stetig steigende Komplexität hat sich der Aktionsbereich auf die gesamten betriebswirtschaftlichen Tätigkeiten erweitert.¹¹ Der gesamte Produktionsplanungs- und -steuerungsprozess verläuft sukzessiv, das heißt, es werden zuerst die Teilbereiche der Planung und anschließend die Teilbereiche der Steuerung abgearbeitet.¹²

Das Ziel der Produktionsplanung ist, die Kundenwünsche bei möglichst geringen Kosten zufriedenzustellen.¹³ Die Produktionsplanung plant den Produktionsprozess, bevor man mit der Ausführung beginnt.¹⁴ Basis für die Produktionsplanung sind In- formationen über den Vertrieb, bisher eingelangte Aufträge und die aktuelle Marktsi- tuation.¹⁵ Sie legt Ziele, sowie das Grobkonzept zur Zielerreichung fest. Die Aufgabe ist eine termingerechte, effiziente Bereitstellung von Materialen für zukünftige Nach- fragen.¹⁶ Bevor die Produktionsfreigabe erteilt wird, werden diese Mengen vom Ma- nagement überprüft. Das fällt dann bereits in den Aufgabenbereich der Produktions- steuerung.¹⁷

Grundsätzlich ist die Überleitung von der Planung zur Steuerung nicht genau definierbar. Sie findet dann statt, wenn Planungsaufgaben vollendet sind und die Ausführungsaufgaben beginnen.¹⁸

Die Produktionssteuerung beschäftigt sich mit der Detailplanung für die Umsetzung der geplanten Produktionsprozesse. Sie definiert genaue Vorgaben, welche Res- sourcen für welchen Arbeitsschritt benötigt werden.¹⁹ Auch die Produktionssteuerung befasst sich mit Planungsaufgaben, jedoch nur für kurzfristige und operative Aktivitä- ten.²⁰ Welche Aufgabenbereiche die Produktionssteuerung umfasst, hängt davon ab, ob das PPS-System eine zentrale oder dezentrale Stellung in der Organisation hat. In den zentralen PPS-Systemen werden alle Entscheidungen über die Festle- gung der Fertigungsaufträge, deren Art und Menge, Start- und Endtermine zentral getroffen. Die einzelnen Fertigungsstellen befassen sich nicht mit der Planung son- dern mit der Ausführung der Pläne.²¹

Nachteil einer zentralen Stellung des PPS-Systems ist, dass die Störungen im Pro- duktionsablauf durch eine verzögerte Reaktionsfähigkeit häufig nicht im gewünschten Zeitrahmen beseitigt werden können. Dieser Nachteil wird durch eine dezentrale Stellung des PPS-Systems übergangen.²² Bei dezentral organisierten PPS- Systemen werden den Fertigungsstellen Planungsaufgaben übertragen, wie z.B. die Maschinenbelegungsplanung oder Qualitätskontrolle. Der Aufgabenbereich ist hier demnach größer, weil zusätzlich zu den Steuerungsaufgaben auch Planungsaufga- ben durchzuführen sind.²³

2.2 Ziele der Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme

Die Hauptaufgabe der PPS-Systeme ist es, den Produktionsablauf zu erleichtern. Damit das erreicht werden kann, werden entsprechende Ziele definiert. Die Produktionsplanung und -steuerung ist Bestandteil der Unternehmensstruktur, daher gliedern sich die Ziele der PPS-Systeme in die Unternehmensziele ein.²⁴

„Grundsätzlich hat die Produktion besonders die Planung und Steuerung zu gewährleisten, dass die vom Markt geforderten Produkte rechtzeitig in der geforderten Qualität und Quantität zu möglichst geringen Kosten fertig gestellt werden.“²⁵

Als Hauptziele eines PPS-Systems werden das Steigern der Kapazitätsauslastung, die Reduzierung der Durchlaufzeiten, sowie die Reduzierung der Bestände und die Reduzierung der Lieferterminabweichungen definiert.²⁶ Weitere Ziele sind hohe Lie- fertreue, hohe Lieferfähigkeit und zudem kurze Lieferzeiten. Um den Kundenanforde- rungen gerecht zu werden, ist ein hoher Qualitätsstandard, sowie eine hohe Flexibili- tät erforderlich. Auch wäre die Minimierung der Rüstzeiten und Wartezeiten²⁷ und nicht zuletzt die Schaffung einer vollständigen Datenbasis notwendig.²⁸

„The objective of the PPS is to take over all planning steps to organize the needs of customer orders.“²⁹

2.3 Entwicklung der Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme

Die ersten PPS-Systeme wurden in den Sechziger Jahren entwickelt. Der Tätigkeits- bereich dieser PPS-Systeme umfasste die Grunddatenverwaltung sowie die Men- genplanung. Danach entstanden EDV-Programme für die Aufgaben der Produkti- onsprogrammplanung und für die Termin- und Kapazitätsplanung. Die EDV- Programme arbeiteten die gesammelten Daten stapelweise ab. Das heißt, Pla- nungsaufgaben, die aktuelle Daten benötigten, wie z.B. Daten über die verfügbare Kapazität konnten nicht problemlos abgewickelt werden. Zu Beginn der Achtziger Jahre wurde die Dialogverarbeitung entwickelt. Dadurch konnte der Benutzer Bear- beitungen direkt mit dem EDV-System ausführen und alle gewünschten Daten zu jeder Zeit abfragen, sie bearbeiten oder neue Daten eingeben. Bis heute haben sich die PPS-Systeme stetig weiterentwickelt und ebenso viele Zusatzprogramme. Es besteht nicht nur die Möglichkeit Standard PPS-Systeme zu erwerben, sondern auch individuell an betriebliche Verhältnisse angepasste PPS-Systeme.³⁰

2.4 Rahmenbedingungen der Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme

Um nachhaltige Erfolge mit dem PPS-System erreichen zu können, sind neben der Funktionsweise des Systems auch die Rahmenbedingungen von großer Bedeutung. Rahmenbedingungen beeinflussen die Leistungsfähigkeit von PPS-Systemen, deshalb ist die Berücksichtigung dieser notwendig, um den Anforderungen zu entsprechen und somit die gewünschte Leistung zu erzielen.

Einen großen Einfluss haben z.B. Marktanforderungen, die Liefertermine und Liefer- treue beinhalten. Ebenso die erwartete Qualität und Flexibilität. Des Weiteren zu be- achten sind technologische Rahmenbedingungen, die wiederum abhängig von den Produktions- und Fertigungsprozessen sind. Die organisatorische Durchführung be- zieht sich auf Aufbau- und Ablauforganisation, die durch Markt- und strategische Vorgaben des Unternehmens beeinflusst werden. Gesetzliche Vorgaben über die Verwendung von Anlagen, Material und Betriebsstoffen sind in den juristischen Rahmenbedingungen enthalten, wie z.B. Umweltschutzauflagen. Verfügbarkeit der Ressourcen und die Qualität der Stoffe und Bauteile sind ein weiterer wichtiger As- pekt um die Anforderungen an die PPS-Systeme erfüllen zu können.³¹

Die zentrale Herausforderung des PPS-Systems ist, den Unternehmenserfolg positiv zu beeinflussen, der unter anderem durch Zufriedenstellung der Kundenwünsche und durch hohe Produktqualität garantiert wird. Wichtig ist es zudem, dass die Kunden ihre Lieferungen zeitgerecht bekommen, samt zusätzlichem Service, der vereinbart wurde z.B. Montage.³²

Aufgabe der PPS-Systeme ist es, die täglichen Arbeitsaufgaben zu erleichtern, unter der Voraussetzung, dass die Daten im System möglichst fehlerfrei sind und ständig aktualisiert werden. Sie sollen dem Unternehmen bei der Erreichung der jeweiligen Ziele behilflich sein. Jedoch ist es notwendig, dass Benutzer des PPS-Systems grundlegendes Wissen über die Funktionsweisen und Methoden, sowie über das Zusammenwirken einzelner Parameter und Kennzahlen besitzen.³³

Damit PPS-Systeme eine unterstützende Wirkung haben, müssen sie bestimmte Merkmale aufweisen. Das erste Merkmal ist die hohe Robustheit. Damit ist gemeint, welche Auswirkungen, Änderungen in der Unternehmensumwelt auf die Kennzahlen des PPS-Systems haben.³⁴

[...]

¹ Vgl. Fandel et al. [PPS 1997], S.1f.

² Vgl. Jodlbauer [Produktionsoptimierung 2008], S.106.

³ Vgl. Fandel et al. [PPS 1997], S.2.

⁴ Vgl. Lazansky et al. [Production Planning 1995], S.255.

⁵ Vgl. Metaxiotis et al. [Expert systems 2002], S.253.

⁶ Vgl. Luczak et al. [Produktionsplanung und -steuerung 1998], S.297.

⁷ Zäpfel [Produktions- und Logistikmanagement 2001], S.56.

⁸ Vgl. Fandel et al. [PPS 1997], S.1f.

⁹ Vgl. Gudehus/Kotzab [Planning and sheduling 2009], S.164.

¹⁰ Vgl. McKay/Black [Evolution of PPS 2007], S.756.

¹¹ Vgl. Luczak et al. [Produktionsplanung und -steuerung 1998], S.261.

¹² Vgl. Dorninger et al. [PPS 1990], S.33.

¹³ Maravelias/Sung [Integration of PPS 2009], S.1921.

¹⁴ Vgl. Corsten [Produktionswirtschaft 2007], S.520.

¹⁵ Vgl. Wannewetsch [Integrierte Materialwirtschaft 2010], S.559.

¹⁶ Vgl. Gudehus/Kotzab [Planning and sheduling 2009], S.166.

¹⁷ Vgl. Thommen et al. [Allgemeine Betriebswirtschaftslehre 2012], S.377ff.

¹⁸ Vgl. Corsten [Produktionswirtschaft 2007], S.520.

¹⁹ Vgl. Maravelias/Sung [Integration of PPS 2009], S.1921.

²⁰ Vgl. Thommen et al. [Allgemeine Betriebswirtschaftslehre 2012], S.378.

²¹ Vgl. Zäpfel [Produktions- und Logistikmanagement 2001], S.225f.

²² Vgl. Bühner [Betriebswirtschaftliche Organisationslehre 2004], S.261.

²³ Vgl. Zäpfel [Produktions- und Logistikmanagement], S.227.

²⁴ Vgl. Kurbel [ERP und SCM 2011], S.25.

²⁵ Jodlbauer [Produktionsoptimierung 2008], S.106.

²⁶ Vgl. Schlüter [Hybride PPS 2001], S.21.

²⁷ Vgl. Kurbel [ERP und SCM 2011], S.27.

²⁸ Vgl. Wöhe/Döring [Allgemeine Betriebswirtschaftslehre 2008], S.366.

²⁹ Schmidt [Modelling PPS-systems 1996], S.110.

³⁰ Vgl. Zäpfel [Produktions- und Logistikmanagement 2001], S.155.

³¹ Vgl. Jodlbauer [Produktionsoptimierung 2008], S.104f.

³² Vgl. Mählck [PPS-Management 2008], S.15.

³³ Vgl. Jodlbauer [Produktionsoptimierung 2008], S.109.

³⁴ Vgl. Jodlbauer [Produktionsoptimierung 2008], S.110f.