Björn Weber - Schnelleinstieg in die Produktionsprozesse (PP) in SAP ERP und S/4HANA

»Nicht nachbedenken, sondern vorbedenken soll der weise Mann.« (Epicharm, um 550 v. Chr. bis 460 v. Chr.)

In diesem Kapitel möchten wir Ihnen die Grundlagen der im SAP-System verwendeten Planungsansätze darlegen. Des Weiteren stellen wir Ihnen die wichtigsten Planungsstrategien vor und skizzieren das in den folgenden Kapiteln verwendete Beispiel.

MRP II ( Manufacturing Resource Planning) ist ein Planungskonzept, das aus der Mengenbedarfsrechnung (MRP) weiterentwickelt worden ist. Ausgehend von der Mengenrechnung, wurden hierbei vorhergehende und nachfolgende Planungsschritte definiert, die eine ganzheitliche Produktionsplanung ermöglichen sollten.

So wurden die Absatz- und Produktionsgrob- sowie die Produktionsprogrammplanung zur Festlegung der Primärbedarfsmengen vor die Mengenbedarfsrechnung gestellt, während zur Feinplanung die Terminierung unter Berücksichtigung begrenzter Kapazitäten an die MRP angefügt wurde. Abbildung 1.1 zeigt alle Phasen des MRP-II-Konzeptes, auf die wir im Folgenden vertiefend eingehen werden.

Abbildung 1.1: Planungsphasen des MRP-II-Konzeptes

Die Absatzplanung stellt eine Mengenaufstellung der geplanten Verkäufe von Produkten und Ersatzteilen dar. Sie kann sowohl auf aggregierter Ebene als auch auf Basis einzelner Materialien erfolgen. Als Aggregationsebenen kommen z.B. Produktgruppen, Kunden sowie geografische Regionen infrage. Zeitlich lassen sich die Bedarfe beispielsweise als Wochen, Monate oder Quartale darstellen. Im Rahmen der Produktionsgrobplanung werden zu den ermittelten Absatzzahlen Produktionsmengen gebildet. Dabei können für eine möglichst akkurate Planung schon Bestandsreichweiten oder Produktionsintervalle berücksichtigt werden. Mithilfe von Grobplanungsprofilen lassen sich nun Belastungen erzeugen, um die Realisierbarkeit der Planung abzuschätzen. Diese Profile bilden den Ressourcenbedarf auf aggregierter Ebene ab und ermöglichen in Verbindung mit dem Kapazitätsangebot der entsprechenden Ressourcen eine erste Analyse hinsichtlich der Durchführbarkeit. Deren Ergebnis kann zu einer Überprüfung der Absatzvorgaben gemeinsam mit dem Vertrieb führen oder den Anreiz zur Planung von Investitionen in eine Erhöhung der Kapazitäten geben.

Anschließend erfolgt die Übergabe der plausibilisierten Bedarfszahlen an die Programmplanung. Hier werden die Bedarfe aufgeschlüsselt, welche bisher auf aggregierter Ebene (zeitlich wie hierarchisch) vorlagen. Dabei sind Sie nicht auf eine Gleichverteilung beschränkt, sondern können bspw. auch eine Verteilung entsprechend den Verbräuchen der Vergangenheit nutzen. Die nun verfügbaren Planprimärbedarfe auf Materialebene werden mit den eventuell bereits konkreten Kundenaufträgen verrechnet. Wie und in welchem Zeitraum dieser Abgleich erfolgt, bestimmt auch die für dieses Material festgelegte Planungsstrategie (vgl. Abschnitt 1.2).

Aus den Primär-, also den Plan- und Kundenbedarfen, ermittelt die Materialbedarfsplanung die notwendigen Mengen an Baugruppen, Komponenten, Normteilen und Rohstoffen. Dazu werden Produktionslose gebildet. Diese Planelemente haben einen Endtermin, eine Durchlaufzeit und eine Stückliste. Mit diesen Werten werden die Termine errechnet, zu denen die Mengen benötigt werden. Es erfolgt eine Verrechnung dieser Bedarfe mit den vorhandenen Beständen und den erwarteten Zugängen, um die möglicherweise noch zu beschaffende Materialmenge zu berechnen. Sollten im Rahmen der Durchlaufterminierung Zugangselemente erzeugt werden, welche die sie verursachenden Bedarfe nicht rechtzeitig decken können, so wird dies protokolliert, und der Disponent kann z.B. prüfen, ob sich die Durchlaufzeit verkürzen lässt. Sollte Letzteres nicht möglich sein, kann er eine Anpassung der Primärbedarfe an den ermittelten Engpass initiieren. Auf diese Weise ist an dieser Stelle die zweite Prüfebene der Realisierbarkeit gegeben.

Bevor die Fertigung mit der Umsetzung der Planung beginnt, kann der Disponent eine Kapazitätsplanung durchführen. Dabei vergleicht er die von den Bedarfsdeckern verursachten Kapazitätsbedarfe mit den zur Verfügung stehenden Kapazitätsangeboten. Wenn sich hierbei Überlastungssituationen abzeichnen, kann er mithilfe einer Plantafel eine gezielte Reihenfolgeplanung gegen das begrenzte Kapazitätsangebot durchführen und so die Überlastung auflösen. Es kann passieren, dass Zugangstermine für Komponenten hinter den Bedarfstermin rutschen. Dies kann eine Iteration der Mengenplanung erfordern.

Die Fertigungssteuerung überwacht und korrigiert die Durchführung der Produktion. Dazu gehören die Anlage und Freigabe von Fertigungsaufträgen, das Drucken der Fertigungspapiere sowie die Rückmeldung des Fertigungsfortschritts. Insbesondere Letzteres ist für die Disponenten von besonderer Relevanz, da sie anhand der Rückmeldungen erfahren, ob der Plan ordnungsgemäß abgearbeitet wird oder einer Anpassung bedarf.

Wie Sie sehen, ist das MRP-II-Konzept in Phasen unterteilt, die zwar interne Prüfschleifen aufweisen, untereinander aber lediglich durch eine gerichtete Weitergabe von Werten verknüpft sind. Dieser Aufbau hatte in den Anfängen der IT-Systeme, als Prozessorleistung und Arbeitsspeicher ernst zu nehmende Restriktionen darstellten, den ungemeinen Vorteil, dass jede Phase für sich betrachtet und modelliert werden konnte. Die entsprechend begrenzte Komplexität ermöglichte es, Systeme zu programmieren, die in endlicher Zeit Lösungen berechnen konnten. Infolgedessen etablierte sich der MRP-II-Ansatz in den meisten Unternehmensprogrammen.

Heutzutage wird versucht, eine Verknüpfung von Mengen- und Kapazitätsplanung zu erreichen. Hierbei kommen unterschiedliche Ansätze zum Einsatz:

Heuristiken,

lineare Optimierung,

komplexe Plantafeln.

Doch auch in den vorgelagerten Prozessen der Absatz- und Produktionsgrobplanung gibt es Weiterentwicklungen zur Vereinfachung der Planungsaktivitäten:

weniger Aggregationsebenen,

Berücksichtigung von logistischen Kapazitäten,

detailliertere Bedarfsprofile.

Ein für die Planung entscheidendes Kriterium ist der Kundenentkopplungspunkt. Dieser beschreibt einerseits, ab welchem Schritt in der Wertschöpfungskette der Kundenauftrag die Beschaffung »zieht«, ab wann also klar ist, für welchen Kunden etwas produziert wird. Andererseits definiert er, bis zu welchem Schritt die Beschaffung aus einer Vorplanung oder einer Prognose heraus »geschoben«, d. h. nur anonym produziert wird (siehe Abbildung 1.2).

Abbildung 1.2: Planungsstrategien und Kundenentkopplungspunkt

Make-to-Stock beschreibt die einfachste Planungsstrategie. Bei dieser wird ein Produkt, bis es im Versandlager eintrifft, nur aufgrund einer Vorplanung inklusive aller Komponenten beschafft und gefertigt. Diese Strategie ermöglicht eine gut aufeinander abgestimmte Produktion aller Komponenten sowie eine hohe Auslastung der Produktionsmittel und gewährleistet von allen Strategien die kürzesten Lieferzeiten. Diesen Vorteilen steht allerdings das Risiko einer Überproduktion und der daraus resultierenden zu hohen Bestände gegenüber. Aber auch eine knappe Planung kann problematisch sein, da sie die Flexibilität der Fertigung (häufig) einschränkt. Dann können eine drohende Unterdeckung kaum verhindert und damit die erwartete Lieferzeit nicht oder nur schwerlich realisiert werden.