BREMEN - Produktons-Planungs-Systeme (PPS) sollen helfen, die Wirtschaftlichkeit eines Unternehmens zu steigern. Dabei stellt jede Produktionsart ihre besonderen Anforderungen an ein solches Hilfsmittel. Professor Joachim Scheel, PS Systemtechnik, Bremen, beschreibt im folgenden Kriterien für die Beurteilung von Systemen für die auftragsgebundene Fertigung und gibt organisatorische Grundsätze und DV-technische Lösungen zu bedenken.

Für die Auftragsfertigung ist die deterministische Disposition von Teilen und Materialien eine unabdingbare Voraussetzung. Soweit es die Lieferbereitschaft zuläßt, sollten nur die Mengen am Lager sein oder mit festem Zieltermin beschafft werden, die auftragsbezogen gebraucht werden. Hierbei sind folgende Teilearten zu unterscheiden:

- Teile/Materialien mit Identnummer, die lagerhaltig sind oder über Lager bestellt werden (Lagermaterial),

- Teile/Materialien mit Identnummer, die auftragsbezogen bestellt werden (Vorzugsmaterial),

- Teile/Materialien ohne Identnummer, die auftragsspezifisch bestellt werden (Auftragsmaterial, Bestimmungsmaterial),

- Teile, Baugruppen und Endprodukte ohne Identnummer, die auftragsgebunden hergestellt werden (Fertigungsteile).

Das PPS-System sollte die verschiedenen Arten von Teilen wie folgt behandeln:

- Lagermaterial: Auslösen einer Unterdeckungswarnung aus der Materialdisposition, sobald ein gesetzter Mindest- oder Warnbestand erreicht wird. Da die Disposition die Bereitstellungstermine zu berücksichtigen hat, wird der Warnbestand in einem bestimmten Zeitpunkt in der Zukunft erreicht. Zu diesem Zeitpunkt ist dann für Deckung zu sorgen. Es sind also terminierte Bestellungen oder Betriebsaufträge auszulösen. Ist die Wiederbeschaffungszeit länger als der mögliche Vorplanungszeitraum, muß der Warnbestand entsprechend hoch angesetzt und gegebenenfalls auch als Pufferlager gehalten werden.

- Vorzugsmaterial: Es wird kein Lagerbestand gehalten, sondern auftragsbezogen bestellt. Zur Absicherung der Lieferfähigkeit, zur Regelung des Verbrauchs von Restmengen und zur Konstruktionsvereinheitlichung werden innerbetrieblich Vorzugsgrößen genormt und in der Stammdatei mitverwaltet.

Hier kann es hilfreich sein, wenn das EDV-System zwischen Lager und Vorzugsmaterial unterscheidet und eine Warnung ausgibt, sobald jemand versucht, Vorzugsmaterial einzulagern (Trennung von Stammsatz und Lagerbestandssatz).

Sowohl Lagermaterial wie Vorzugsmaterial gestatten die automatische Übernahme der Stammsätze in Stücklisten und Bestellungen. In der Bestellschreibung sollte allerdings berücksichtigt sein, daß unter der Kombination Identnummer/Lieferantennummer spezifische Bestelltexte hinterlegt werden können.

- Auftragsmaterial/Bestimmungsmaterial: Diese Materialien und Teile sind in der Stückliste auftragsspezifisch definiert worden und haben nach den Empfehlungen an anderer Stelle gegebenenfalls keine Identnummer. Bei Komponenten können in der Stückliste sogar längere Spezifikationen vom Konstrukteur hinterlegt worden sein. Auch diese Teile müssen disponiert und bestellt werden.

Das PPS-System sollte eine Dispositionsliste erstellen, aus der der Einkauf entnehmen kann, in welchen Aufträgen und Stücklisten derartige Teile enthalten sind und um welche Teile es sich handelt.

Damit wird der Bestellvorgang ausgelöst.

Die Bestellschreibung sollte es ermöglichen, die Beschreibungen dieser Teile aus der Stückliste zu entnehmen, um Fehler zu vermeiden und den Bestellvorgang zu rationalisieren. Da derartige Teile nicht im eigentlichen Sinne im Lager verwaltet werden, muß die Stückliste einen Rückvermerk bekommen, daß

a) die Teile bestellt sind und später

b) die Teile geliefert worden sind.

Damit ist der Kreis geschlossen und die Verfügbarkeit überprüfbar.

- Fertigungsteile: Fertigungsteile werden auf allen Fertigungsstufen auftragsbezogen eingesteuert und auftragsspezifisch hergestellt. Ihre Disposition, Einsteuerung und Überwachung erfolgt über die normalen Arbeitspläne mit Auftragskonvertierung. Auch diese Teile benötigen keine Identnummer; sie sind identifiziert durch Stücklistennummer/ Zeichnungsnummer und Position. Hier ist darauf zu achten, daß das PPS-System

- die eindeutige Identifizierung und Auftragszuordnung zuläßt;

- Hilfen gibt, um die Teile in der Fertigungssteuerung aufzufinden und Vereinfachungen zum Abruf der Unterlagen bietet: die Eingabe

- Auftragsnummer

- Baugruppe

- Zeichnungsnummer

- Position

ist als Schlüsselbegriff zu lang.

Stochastische Disposition

Teile, die

- eine zu lange Lieferzeit haben und dadurch den Ablauf bei auftragsbezogener Beschaffung verzögern würden,

- geringwertig sind und immer in ausreichender Menge verfügbar gehalten werden sollen,

werden gewöhnlich stochastisch disponiert. Das heißt, aus Verbräuchen der Vergangenheit werden Bedarfe der Zukunft vorausgesagt und Bestellungen ausgelöst.

Das ist ein recht gefährliches Verfahren, da unterstellt wird, daß die Zukunft so aussieht wie die Vergangenheit. Hier sollte versucht werden, Verfahren einzusetzen, die die stochastische Prognose vermeiden oder ihre Nachteile reduzieren. Dafür gibt es zwei Ansätze, deren Verwirklichung im PPS-System gesucht werden sollte.

1. Bei auftragsgebundener Produktion von Standardprodukten mit vielen Varianten wird meistens eine kurze Lieferzeit angestrebt (Standardgetriebe, Standardpumpen). Die Lieferzeit reicht dann nicht aus, um Standardteile zu beschaffen oder zu fertigen. Da man aber nicht im voraus weiß, welche Varianten vom Kunden gewünscht werden, weicht man in die stochastische Prognose aus.

Hier ist es besser, den Bedarf aus einem Vertriebs- oder Produktionsplan durch Auflösung zu ermitteln. Die Aufgabe liegt dann in der Spezifikation von Planungsvarianten. Es werden Markttrends, Verkaufsstrategien und so weiter einbezogen, also wird zukunftsorientiert gearbeitet. Die Auflösung der Planungsstücklisten führt zur Voraussage des Teile- und Materialbedarfs. Damit hat man ein quasi deterministisches Verfahren.

2. Wenn die stochastische Prognose nicht zu vermeiden ist, sollte man mindestens ihre EDV-technische Perfektionierung vermeiden. Automatisierende EDV-Programme liefern aus der stochastischen Prognose einen Bestellvorschlag. Hierzu werden Einflußgrößen benutzt, die in der Massenfertigung durchaus verfügbar sind. In der Auftragsfertigung sind die Einflußgrößen jedoch nicht genügend abgesichert und werden kaum aktuell gehalten (zum Beispiel bei 5000 Artikeln die Losgrößen-abhängigen Wiederbeschaffungszeiten, die Lagerkosten im Vergleich zu den Beschaffungskosten und so weiter).

Hier sollte das Programmsystem aus der Vergangenheit nur den vermutlichen Zukunftsbedarf je Planungsperiode (Woche, Monat) voraussagen und transparent machen. Der Sachbearbeiter kann dann bei Erreichen des Bestellpunktes je nach Marktsituation (Beschäftigung, Preise, Lieferzeiten) mehr oder weniger bestellen.

Auch Abrufe mit entsprechenden Lieferverträgen können so disponiert werden. Der Abruf wird erst ausgelöst, wenn sich der prognostizierte Bedarf bestätigt. Hierzu muß das Programmsystem die Disposition auf zwei Ebenen ermöglichen

- 1. Ebene:

Stochastische Voraussage der Bedarfe und ihrer zeitlichen Verteilung.

Plazierung von Abrufaufträgen.

- 2. Ebene:

Deterministische Überprüfung durch auftragsbezogene Disposition.

Auslösen des Abrufes.

Hierdurch wird EDV-technisch der Trend unterstützt, die eigenen Lager klein zu halten und die Lagerung dem Lieferanten zu überlassen. Das interessante, aber leicht einsehbare Phänomen ist, daß die Lieferbereitschaft sich dadurch allgemein verbessert: Das konzentrierte Lager des Lieferanten ist der Puffer für mehrere Abnehmer. Wenn auch das Lieferantenlager dadurch zunächst größer wird, so kann letztlich auch dessen Produktion kontinuierlicher werden.

Arbeitsvorbereitung

Die klassische Arbeitsvorbereitung (AV) hat zwei Aufgaben:

- die Planung der Arbeitsgänge und Arbeitsfolgen

- die Ermittlung der Zeiten für die einzelnen Arbeitsgänge.

Beide Aufgaben können im Dialog mit PPS-Systemen unterstützt werden. Hierbei geht es weniger um den Aufbau einfacher Arbeitspläne für Standardteile. Wichtig ist die Bewältigung der Aufgaben bei auftragsgebundener Konstruktion oder bei auftragsspezifischen Änderungen an Standards nach Kundenwunsch. Dadurch hat die AV oft eine solche Arbeitslast zu bewältigen, daß die Einsteuerung der Aufträge verzögert werden kann. Das ist ein Zustand, der sich durch Einsatz eines entsprechenden EDV-Programms ändern läßt.

Arbeitsplanung am Bildschirm

Wie bei der Stücklistenerstellung sollte auch bei der Arbeitsplanung die freie Eingabe der Arbeitsgänge und der sonstigen Daten (Kostenstelle, Zeiten, Termine) möglich sein. Eine Unterstützung ist dadurch möglich, daß in einer Katalogdatei Standardarbeitsgänge, Werkzeugspezifikationen und Standardtexte gespeichert sind. Durch Eingabe der entsprechenden Katalognummer wird die Arbeitsplanzeile eingesteuert. Standarddaten müssen aber überschrieben werden können, um spezifische Variationen zu berücksichtigen.

Arbeitsplankomposition bei komplexen Arbeitsanweisungen

Gerade in der Auftrags- und Einzelfertigung werden oft längere Arbeitsanweisungen auf dem Arbeitsplan mitgegeben. Allerdings wiederholen sie sich häufig und sind damit standardisierbar.

Das PPS-System sollte daher die Möglichkeit bieten, nicht nur standardisierte Einzelzeilen abzurufen, sondern Arbeitspläne aus größeren Bausteinen zusammenzusetzen. Dieses muß sowohl für Standardarbeitspläne wie auch für auftragsbezogene Arbeitspläne funktionieren.

Getrennte Führung von Standard- und Auftragsarbeitsplänen

Auftragsspezifische oder planungsbedingte Änderungen in Stücklisten und veränderliche Anforderungen in der Fertigung verlangen die getrennte Behandlung von Standard- und Auftragsarbeitsplänen. Dasselbe Teil muß in verschiedenen Aufträgen unterschiedlich hergestellt werden können, wenn es Konstruktion, Materialverfügbarkeit und Planung verlangen. Standardarbeitspläne können soweit wie möglich verwendet werden, müssen sich aber - ohne den Standardplan anzutasten - ändern lassen.

Die Herstellung von Standardteilen, Standardbaugruppen und Standardprodukten ist auch in der Auftragsfertigung einmalig festlegbar. Ergebnis sind mit den Bauelementen fest verkettete Stammarbeitspläne. Durch Abruf der herzustellenden Komponente müssen die gesamten Fertigungsinformationen und -papiere bereitgestellt werden können. Dieses ergibt den höchsten denkbaren Rationalisierungseffekt, da nicht nur die Vervielfältigungsmaschine durch den Computer ersetzt wird, sondern die Pflege und Archivierung der Unterlagen vereinfacht und die Kapazitätseinplanung sowie Materialdisposition ganzer Aufträge auf Knopfdruck erledigt wird.

Erstellen der Fertigungsstücklisten

Es war gezeigt worden, daß die Konstruktion ohne Einschränkungen ihre spezifischen Stücklistenstrukturen aufbauen muß. Diese Forderung ist besonders wichtig im Zusammenhang mit dem Einsatz von CAD-Systemen.

Die Arbeitsvorbereitung kann wiederum die Aufgabe übernehmen, die Stücklisten zu restrukturieren, also in Fertigungsstücklisten umzuwandeln. Diese Umwandlung darf nicht etwa durch Neueingabe erfolgen, sondern muß automatisch aus dem Konstruktionsstücklisten-Datenbestand vollziehbar sein.

Da eine Fertigungsstückliste die Teile- und Materialinformationen enthält, die zu einer Fertigungseinheit - also einem Arbeitsplan - gehören, ist es sinnvoll, Fertigungsstückliste und Arbeitsplan in einer Unterlage zu kombinieren.

Die Kombination läßt dann auch zu, daß durch automatische Terminierung des Arbeitsablaufes die zugehörigen Teile und Materialien die richtigen Termine erhalten. Die Forderungen an das PPS-System sind also

- Umwandlung der Konstruktionsstückliste in Fertigungsstücklisten,

- Kombination von Fertigungsstücklisten mit den zugehörigen Arbeitsplänen,

- integrierte Terminierung von Fertigungsstücklisten und Arbeitsplänen.

Online-Terminierung und Realtime-Kapazitätseinlastung der Arbeitsgänge

Über Terminierung ist bereits ein spezielles Kapitel verfaßt worden. Die verschiedenen Arten der Terminierung wurden behandelt und die Wichtigkeit im Zusammenhang mit Einsteuerung der Operationen in die Fertigung und Kapazitätseinlastung herausgestellt.

Hier soll nur noch einmal darauf hingewiesen werden, daß der Arbeitsvorbereiter oder eine nachgelagerte Funktion (zum Beispiel Terminleitstelle) detaillierten Einfluß auf den Terminablauf der Arbeitsfolgen haben muß. Einflußgrößen, die das PPS-System verarbeiten können muß, sind

- eingesetzte Werkerzahlen oder Maschinen (Splitting) pro Aktivität,

- Überstunden und Schichten in den Arbeitsplatzgruppen,

- Leistungsfaktoren der Kostenstellen/Arbeitsplatzgruppen,

- Überlappung von Operationen,

- Reihung der Operationen gegen die Reihenfolge im Arbeitsplan,

- Übergangs- und Wartezeiten,

- Prioritäten in Abhängigkeit von festgelegten Bedingungen.

Diese Einflußgrößen können standardmäßig festgelegt sein, sollten aber für eine flexible Online-Werkstattsteuerung auch individuell für jeden Arbeitsgang angebbar sein.

Automatische Arbeitsplangenerierung und Zeitermittlung ist ein Problem, dessen allgemeine Bedeutung zu hoch eingeschätzt wird. Hierdurch werden falsche Erwartungen erzeugt. Solche Automatiken sind denkbar bei der Herstellung von Teilen auf numerisch gesteuerten Maschinen, also in der mechanischen Fertigung.

In der Auftrags- und Einzelfertigung gibt es aber einen großen Anteil von Arbeitsfolgen, die sich nicht über ein CAM-System planen lassen. Hierfür ist die Arbeitsplanung und Zeitermittlung weiterhin" klassisch" zu vollziehen.

Zur Zeitermittlung braucht der Arbeitsvorbereiter dann Richtwerttabellen, und er muß Aufrechnungen erstellen, wenn ein bestimmter Genauigkeitsgrad notwendig ist. Aber auch Schätzzeiten sind unter bestimmten Bedingungen zulässig. Das PPS-System muß es daher dem Arbeitsvorbereiter ermöglichen,

- Aufrechnungen am Bildschirm mit Zugriff auf Richtwerttabellen zu erstellen,

- die Aufrechnung zu dokumentieren,

- die ermittelten Zeiten in den geplanten Arbeitsgang zu übertragen,

- in einfacheren Fällen Zeiten direkt in den Arbeitsgang einzutragen.

Die ermittelten Zeiten sind Rüstzeiten und Einzelzeiten, die nach entsprechender Multiplikation die Gesamtzeit ergeben. Die Multiplikatoren sind die Anzahl herzustellender Teile und zusätzliche Mengenfaktoren (zum Beispiel Anzahl Meter beim Schweißen).

Da diese Form der klassischen Aufrechnung nicht nur für Entlohnungszwecke erforderlich ist, sondern auch für die Kapazitätsbelastungsplanung, wird sie noch lange Bestand haben und muß im PPS-System berücksichtigt sein.

Kostenträgerrechnung

Angebotskalkulation, mitlaufende Kalkulation, Nachkalkulation und gegebenenfalls Budgetplanung und -überwachung sind ebenso wichtige Themen wie die technische Abwicklung der Aufträge. Bei schneller Auswertung im Dialog können hiermit nicht nur direkte Einsparungen am Abrechnungsaufwand realisiert werden, sondern es bestehen auch Möglichkeiten zur Einflußnahme auf die Kostenentwicklung eines Auftrages. Auch Kenngrößen lassen sich hier bilden, um den Halbfabrikatebestand festzustellen und Schritt für Schritt auf seine Senkung einzuwirken. Letzteres hat unter Umständen in der Auftragsfertigung einen größeren Effekt als die Senkung der Lagerbestände: Kosten der gebundenen Materialien und Leistungen werden gesenkt, Durchlaufzeiten gekürzt und damit Lieferzeiten und Liefertreue verbessert. Und schließlich wird durch detaillierte Zuordnung und Analyse der Kosten- eine sicherere Grundlage für Angebotskalkulation und interne Verbesserungen geschaffen. Wird fortgesetzt