Planungsaufgaben im produktionsnahen Umfeld sind stets vielschichtig und manchmal von widersprüchlichen Zielen geprägt. Vielschichtig, weil die Aufgabenstellungen von einer höheren Termintreue bis zur Kostenreduktion reichen; widersprüchlich, weil beispielsweise ein erhöhter Ressourceneinsatz zur Verbesserung der Termintreue kontraproduktiv zur Kostenreduzierung ist. Die Kernfrage lautet immer: Wie kann der Auftragsvorrat mit minimalem Ressourceneinsatz termingerecht abgearbeitet werden? Die Lösung dieser Aufgabenstellung muss flexibel und schnell den sich ständig ändernden Situationen anzupassen sein. In der Regel reagiert deshalb der Meister oder Schichtführer vor Ort auf Auftragsänderungen oder Maschinenausfälle. Da ERP-Systeme in anderen Zeithorizonten „denken" und vor allem dispositive und kalkulatorische Aufgaben übernehmen, haben sich dafür unterhalb der ERP-Ebene Feinplanungssysteme etabliert.

Ressourcenplanung muss sich wandeln

In den klassischen Planungsansätzen steht immer die Maschine als primär zu betrachtende Ressource im Mittelpunkt. Als der limitierende Engpass in der Produktion galt es, diese Ressource optimal zu nutzen. Verschiedene Softwarehersteller haben jedoch bereits vor einigen Jahren begonnen, sich auch mit der Verplanung so genannter Parallelressourcen zu befassen.

Bei Kurzarbeit muss die Planungspriorität auf die knappe Ressource Personal gelegt werden, um eine Unterdeckung (rote Balken) zu vermeiden.

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Die Probleme vieler Unternehmen beim Toolmanagement waren der Auslöser; denn meist werden für die Produktion von Teilen nicht nur Maschinen, sondern auch Vorrichtungen oder bestimmte Werkzeuge benötigt.

Aktuell rückt das Personal ins Zentrum der Planungsaktivitäten - als parallel zum Maschinenpark planende Ressource und in der Instandhaltung. Personal parallel zur Maschinenbelegung zu planen, scheint auf den ersten Blick simpel: Anhand der aus dem ERP übernommenen Arbeitsfolgen sollen neben den Maschinenkapazitäten das geeignete Personal reserviert werden. Allerdings muss das Planungstool dafür spezielle Funktionen bereitstellen, mit denen Planer die verschiedenen Aspekte berücksichtigen können:

• Welche Kapazität soll primär verplant werden, die Maschine oder der Mensch?
• Darf eine Maschine belegt werden, obwohl erkennbar ist, dass kein geeignetes Bedienpersonal zur Verfügung stehen wird?

In der Vergangenheit galt die Prämisse, die Engpass-Kapazität „Maschine" auszulasten und bei Bedarf mit Leiharbeitern so viele Aufträge wie möglich abzuwickeln. Aktuell stellt sich die Lage anders dar: Maschinenkapazitäten sind reichlich verfügbar, Mitarbeiter von Zeitarbeitsfirmen längst abgebaut und die eigenen Mitarbeiter arbeiten kurz. Bei einer maschinenpriorisierten Planung entstehen daraus paradoxe Szenarien: Trotzt eklatanter Unterauslastung der Maschinen verdoppeln sich die Lieferzeiten. Die Lösung liegt in der Priorisierung des aktuellen Engpasses in der Produktion - die Ressource Personal.

Ein gutes Planungssystem muss in der Lage sein, verschiedene Kapazitätstypen flexibel zu definieren. Somit kann der Planer entscheiden, welche Kapazität den limitierenden Faktor darstellt und ob trotz Unterdeckung der Sekundär-Ressource eine Einplanung zulässig ist. Dazu muss für den Produktionsverantwortlichen jedoch auf einen Blick zu erkennen sein, wo eine Über- beziehungsweise Unterdeckung vorliegt. Um dann überhaupt agieren zu können, sind im Planungstool entsprechende Funktionen notwendig, mit denen der Schichtleiter die verfügbaren Mitarbeiter den Arbeitsplätzen/Maschinen zuordnen kann.

Wechselwirkungen bereiten Probleme

Spannend wird das Thema, wenn es wechselseitige Auswirkungen zwischen Primär- und Sekundärressourcen gibt, welche die Laufzeit eines Arbeitsschritts beeinflussen. Zwei Beispiele dazu: Aus dem ERP wird die absolute Netto-Bearbeitungsdauer des Arbeitsvorganges übernommen, beispielsweise zwölf Stunden. Oder es ist ein Leistungsfaktor von 20 Stück je Mitarbeiter und Stunde hinterlegt. Bei einem dreischichtigem Betrieb und einer Maschinenverfügbarkeit ab 11 Uhr wäre der zwölfstündige Arbeitsgang bei konventioneller Planung um 23 Uhr (11 h + 12 h) fertig. Wird allerdings eine Mitarbeiter-Qualifikation erforderlich, die nur zweischichtig zur Verfügung steht, muss dies ein Planungssystem berücksichtigen und den Arbeitsgang ab 22 Uhr (Ende Schicht 2) strecken.

Die fehlende Stunde darf das System erst für den Folgetag nach Schichtbeginn einplanen. Ist aus technologischer Sicht eine Unterbrechung des Auftrags unzulässig, darf das System den Arbeitsgang erst einplanen, wenn beide Ressourcen - Mensch und Maschine - für die gesamte Auftragsdauer bereitstehen. Bei Montage-Arbeitsplätzen schwankt die personelle Besetzung häufig. Oft ist die Frühschicht stärker besetzt als die Spätschicht. Dementsprechend verteilt sich auch die Stückzahl der fertigen Teile. Um diese Produktionsbereiche transparent abzubilden, braucht es ein Planungssystem mit dynamischer Laufzeitberechnung. Meldet sich ein Mitarbeiter krank oder erhält Urlaub, verlängert sich die Fertigungszeit bereits eingeplanter Arbeitsgänge automatisch und Verletzungen von Lieferterminen werden erkennbar. Abseits dieser Erfordernisse gibt es mit der Instandhaltung eine Abteilung, deren Mitarbeiter ohne Bezug zu einem Arbeitsplatz zu planen sind. Dazu wird die Kapazität eines Instandhalters für Tätigkeiten verplant, die er auf unterschiedlichen Arbeitsplätzen leistet.

Für diese Planung ist nicht die Kapazität eines Arbeitsplatzes relevant, sondern ausschließlich die Verfügbarkeit des Instandhalters mit der erforderlichen Qualifikation, um den Instandhaltungsauftrag auszuführen. Der im ERP erstellte Instandhaltungsauftrag definiert in seinen Arbeitsgängen die Erfordernisse (Pumpe einbauen, 1 Schlosser, 1 Helfer, 4 Stunden). Für das Planungssystem ist es zudem wichtig, die Qualifikation (Elektroniker, Industriemechaniker) jedes Mitarbeiters zu kennen und wann seine Kapazität aufgrund der Anwesenheitsplanung bereitsteht. Zusätzlich gibt es im Rahmen der Instandhaltungsplanung viele Spezifikas zu beachten. Beispielsweise stellt die Mischung aus geplanten Instandhaltungsmaßnahmen und unplanbaren Reparaturen eine besondere Herausforderung dar. Bewährt haben sich Planungsalgorithmen, die den durchschnittlichen Zeitanteil der Ad-hoc-Arbeiten automatisch in die Planung einsteuern. So entstehen Zeitlücken zwischen den geplanten Arbeiten, die eine Behebung von Maschinenstörungen ermöglichen, ohne die restliche Planung zu gefährden.

Schwer zu koordinieren sind auch geplante Anlagenstillstände. Dabei fallen viele Einzelaufträge an, die alle zum gleichen Zeitpunkt - dem geplanten Wiederanlauf der Anlage - fertig gestellt sein müssen. Dieses Planungsproblem lässt sich mit einer Kombination aus Netz- und Rückwärtsterminierung lösen. Seit mehr als 17 Jahren zählt die Firma Industrie Informatik zu den kompetenten Herstellern von Planungssystemen. Anwender konnten damit bemerkenswerte Effizienzsteigerungen und Kostenreduktionen realisieren. Durchlaufzeiten wurden um 30 % reduziert, Bestände massiv gesenkt und das abgewickelte Auftragsvolumen vervierfacht, ohne Steigerung des administrativen Personals.

Autor: Herbert Parnreiter ist geschäftsführender Gesellschafter der Firma Industrie Informatik in Linz.