Bedeutung von PPS-Systemen im Unternehmen
Bedeutung von PPS-Systemen im Unternehmen
Ziele, die mit einem PPS-System verfolgt werden
Funktionalität von PPS-Systemen
Daten eines PPS-Systems
Ziele, die mit einem PPS-System verfolgt werden
Grundsätzlich läßt sich sagen, daß alle im Rahmen der PPS verfolgten Zielsetzungen der Sicherstellung bzw. Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens dienen. Zunächst sollen die wichtigsten Ziele eines PPS-Systems näher betrachtet werden:
Hohe Transparenz und Auskunftsbereitschaft
Hohe Flexibilität und Lieferbereitschaft
Geringer Lager- und Werkstattbestand
Hohe und gleichmäßige Kapazitätsauslastung
Hohe Transparenz und Auskunftsbereitschaft
Ein PPS-System ermöglicht es, zeitnah einen Überblick über das Betriebsgeschehen bzgl. Zeiten, Mengen und Kosten zu verschaffen.
Die hohe Auskunftsbereitschaft setzt jedoch voraus, daß die erforderlichen Informationen (Daten) in der entsprechenden Qualität vorliegen und sofort an alle betroffenen Stellen des Unternehmens übertragen werden.
Hierfür ist eine weitgehende Integration der unterschiedlichen EDV-Lösungen und eine entsprechende Realisierung der Betriebsdatenerfassung zwingend erforderlich, die von einem PPS-System geboten wird.
Mit der Annahme eines konkreten Kundenauftrages werden i.d.R. feste Liefertermine vereinbart.
Die Praxis zeigt jedoch, daß die Einhaltung dieser Termine häufig zum Problem wird. Die Gründe hierfür liegen in den meisten Fällen nicht, wie oft vermutet, in Maschinen- bzw. Personalkapazitätsengpässen oder Störungen jeglicher Art.
Vielmehr führt u.a. eine unzureichende zeitliche Planung dazu, daß im Fertigungsablauf benötigte Ressourcen (Materialien, Betriebsmittel, Werkzeuge) nicht rechtzeitig bereitstehen. Die Folge sind ständige Umplanungen und damit Änderungen in der Abarbeitungsreihenfolge der Fertigungsaufträge.
Eine Kernaufgabe eines PPS-Systems ist es, die Abweichungen des vereinbarten, gegenüber dem realisierten Lieferzeitpunkt sowohl im Hinblick auf Terminüber- als auch Terminunterschreitungen so gering wie möglich zu halten.
Hohe Flexibilität und Lieferbereitschaft
Unter Flexibilität und Lieferbereitschaft wird die Fähigkeit des Unternehmens verstanden, auf Anforderungen des Marktes schnell reagieren zu können.
Dazu ist es erforderlich, daß das Unternehmen
in der Lage ist, aufgrund der Verfügbarkeit von Halb- und Fertigprodukten, angenommene Kundenaufträge schnell zu erfüllen,
die Anforderungen möglichst vieler Kunden durch eine große Anzahl an Produktvarianten bzw. -spezifikationen realisieren kann sowie
kundenseitige Änderungen an den Aufträgen noch zu einem möglichst späten Zeitpunkt nach der Auftragsannahme berücksichtigen kann.
Diese Flexibilität kann durch den Einsatz von PPS-Systemen erreicht werden.
Nur ein kleiner Teil der gesamten Bearbeitungszeit für ein Produkt ist der reinen Bearbeitungszeit zuzurechnen.
Den weitaus größeren Teil bilden die unproduktiven Zeiten, wie Transport-, Rüst-, Kontroll- oder Liegezeiten. Dabei kann festgestellt werden, daß die hohen Liegezeiten hauptsächlich durch zu späte Änderungen der Bearbeitungsreihenfolge von Fertigungsaufträgen verursacht werden.
Kurze Durchlaufzeiten können in Verbindung mit einer ausreichend unterstützten Zeitwirtschaft auch geringere Wartezeiten der Fertigungsaufträge vor den Maschinen bedeuten. Auf diese Weise kann der Werkstattbestand an Material und Baugruppen drastisch reduziert werden.
Geringe Lager- und Werkstattbestände
Ein zentrales Thema in Unternehmen sind die Lagerbestände. Die negativen Auswirkungen überhöhter Bestände übersteigen deren Nutzen bei weitem.
Deshalb stellt der Abbau von Lagerbeständen ein großes Rationalisierungspotential dar. Mit Hilfe von PPS-Systemen lassen sich genaue Bedarfstermine für Eigen- und Fremdbezugsteile ermitteln und eine bedarfsgerechte Materialdisposition realisieren.
Desweiteren kann durch die ständige, weitgehend automatisierte Überwachung des Produktionsablaufes frühzeitig auf sich anbahnende Störungen eingewirkt werden.
Hohe und gleichmäßige Kapazitätsauslastung
Das Ziel, eine gleichmäßig hohe Auslastung vorhandener Kapazitäten zu erreichen, entspricht dem Bestreben, die Stillstandszeiten einer Maschine so gering wie möglich zu halten.
Je kürzer die Stillstandszeiten wiederum sind, um so geringer sind die Leerkosten, die nicht genutzte Maschinen verursachen.
Dieses Teilziel kann jedoch mit anderen Teilzielen wie "hohe Flexibilität und Lieferbereitschaft" oder "kurze Durchlaufzeit" konkurrieren.
Auch wenn sich mit einem PPS-System in konkreten Einzelfall in einem Unternehmen nicht alle dieser Ziele realisieren lassen, so stellt es doch schon einen großen Erfolg dar, wenn einige der Ziele erreicht werden.
"Jetzt betrachten wir, was überhaupt PPS-Systeme sind. Da PPS-Systeme eine zentrale Rolle in einem Unternehmen spielen, soll zunächst ein Überblick über diese Prozesse gegeben werden."
Die wichtigsten Prozesse eines Unternehmens sind die Logistik, der Leistungsentwurf sowie übergreifende Informations- und Koordinationsprozesse.
Die Logistik umfaßt allgemein die Bewegung und Lagerung von Gütern. Es wird zwischen der Vertriebs-, der Beschaffungs- und der Produktionslogistik unterschieden.
Bei dem Leistungsentwurf werden sowohl Aspekte des Marketings als auch die für ein Unternehmen wichtigen Fragen des Entwurfs technischer Produkteigenschaften behandelt.
Die Informations- und Koordinationsprozesse umfassen die Finanzbuchführung, die Kosten- und Leistungsrechnung sowie das Informationsmanagement eines Unternehmens.
Die Prozesse eines Unternehmens können in dem Y-CIM-Modell von Prof. Scheer dargestellt werden. Dieses Modell wird im folgenden entwickelt.
Die Logistik umfaßt die primär betriebswirtschaftlich orientierten Aufgaben eines Unternehmens. Diese Aufgaben werden von einem Produktionsplanungs- und -steuerungssystem, kurz PPS-System, übernommen. Die Funktionen beginnen bei der Annahme eines Kundenauftrages und enden mit der Fertigstellung und Kontrolle der Produkte. Funktionen eines PPS-Systems sind:
Kundenauftragsbearbeitung und Kalkulation
Betriebsdatenerfassung und Kontrolle
Dies wird im linken Zweig des Y-CIM-Modells dargestellt.
Kundenauftragsbearbeitung und Kalkulation
Die Kundenauftragsbearbeitung und Kalkulation bildet den Einstiegspunkt in ein PPS-System. Funktionen sind erfassen von Anfragen, erstellen von Angeboten einschließlich einer Kalkulation der angebotenen Produkte, erstellen von internen Produktionsaufträgen und schließlich versenden von Produkten und Rechnungen.
Die Primärbedarfsplanung dient dazu, den mengenmäßigen Bedarf für alle Produkte des Unternehmens für einen längeren Zeitraum (1-2 Jahre) grob festzulegen. Hier fließen die bereits in der Kundenauftragsbearbeitung eingegangenen Kundenaufträge ein. Die Primärbedarfsplanung dient dazu, mittelfristig die Produktion planen zu können.
An die Planung des Primärbedarfs schließt sich die Materialwirtschaft an.
Die Materialwirtschaft dient dazu, den Bedarf an Materialien zu bestimmen. Weiterhin werden die Läger verwaltet und die benötigten Materialien bei den Lieferanten bestellt.
Aufgabe der Kapazitätsterminierung ist es, realisierbare Start- und Endtermine für die Fertigungsaufträge zu ermitteln. dabei werden die gewünschten Liefertermine für die Produkte berücksichtigt.
Im Rahmen des Kapazitätsabgleichs werden die Auslastungen der einzelnen Maschinen geglättet. Ziel ist es, für alle Maschinen eine gleichmäßige und möglichst hohe Kapazitätsauslastung zu erreichen.
Die Auftragsfreigabe dient dazu - wie der Name schon sagt - die Fertigungsaufträge für die Produktion freizugeben. Unter anderem werden die benötigten Materialien für den Auftrag, die Kapazitäten der benötigten Maschinen usw. für den konkreten Auftrag reserviert.
Für die freigegebenen Aufträge und auch für die Aufträge, die sich bereits in der Produktion befinden, werden regelmäßig Produktionstermine festgelegt. Diese Termine sind wesentlich genauer als die Termine, die in der Kapazitätsterminierung festgelegt worden sind, z.B. minutengenau. Außerdem wird die aktuelle Fertigungssituation berücksichtigt, z.B. auch Maschinenstörungen.
Betriebsdatenerfassung und -kontrolle
Die tatsächlichen Ist-Daten der Produktion wie Zeiten, Mengen, Qualitäten, Störungen usw. werden im Rahmen der Betriebsdatenerfassung an das PPS-System zurückgemeldet. Die Daten werden hinsichtlich der Soll-Werte kontrolliert. Falls es Abweichungen gibt, können Korrekturmaßnahmen ergriffen werden.
Alle diese Funktionen werden von einem PPS-System unterstützt, wobei in der Praxis der Schwerpunkt bei einzelen PPS-Systemen bei ausgewählten Funktionen, z.B. der Auftragssteuerung oder der Materialwirtschaft liegen kann.
Kennzeichen von PPS-Systemen ist, daß die einzelnen Planungsschritte (Funktionen) getrennt voneinander durchgeführt werden aber aufeinander aufbauen. So sind z.B. die Ergebnisse der Materialwirtschaft Ausgangsgröße der Kapazitätsterminierung und deren Ergebnisse wiederum Ausgangsgröße des Kapazitätsabgleichs. Damit wird die hohe Komplexität erheblich reduziert.
Ein solches Planungskonzept wird als Sukzessivplanung bezeichnet.
Der Leistungsentwurf umfaßt die Funktionsbereiche, die sich primär mit den technisch orientierten Aufgabenstellungen befassen. Hier wird der Informationsfluß durch das Arbeiten an der Realisierung des Produktes von der ersten Idee bis zur Steuerung der Qualität geleitet.
Zu diesen Aufgabenstellungen gehören:
Definieren der Produktanforderungen
Werkzeugverwaltung, Lager-, Transportsteuerung und Instandhaltung
Der Leistungsgestaltungsprozeß wird im rechten Zweig des CIM-Y-Modells abgebildet.
Definieren der Produktanforderungen
Der Beginn des Leistungsentwurfsprozesses ist die genaue Definition der Produktanforderungen. Hier spielen vielfältige Gesichtspunkte eine Rolle, da neben Marketingaspekten auch bereits Aspekte der späteren Fertigung (Realisierbarkeit?) berücksaichtigt werden müssen.
Produktentwurf und Konstruktion
Unter Computer Aided Design (CAD) werden alle Aufgaben zusammengefaßt, die computergestützt in den einzelnen Phasen des Konstruktionsprozesses zu bearbeiten sind.
Im Rahmen des CAP (Computer Aided Planning) werden Arbeits- und Prüfpläne die konventionelle Bearbeitung als auch für NC-gesteuerte Fertigungsanlagen und Montage- oder Prüfpläne unter Einsatz von Rechnersystemen erstellt.
CAM (Computer Aided Manufacturing) bezeichnet die NC-Programmierung, die computerunterstützte Steuerung und Überwachung der Maschinen im Fertigungsprozeß. Dies bezieht sich auf die direkte Steuerung von Arbeitsmaschinen, verfahrenstechnischen Anlagen, Handhabungsgeräten sowie Transport- und Lagersystemen.
CAQ (Computer Aided Quality Assurance) bezeichnet die computerunterstützte Planung und Durchführung der Qualitätssicherung. Hierunter wird sowohl die Erstellung von Prüfplänen, Prüfprogrammen und Kontrollwerten verstanden als auch die Durchführung rechnerunterstützter Meß- und Prüfverfahren.
Die Funktionsbereiche, die sich primär mit den technisch orientierten Aufgabenstellungen wie z.B. der Entwicklung, der Konstruktion, der Arbeitsplanung und der computerunterstützten Fertigung befassen, werden dem rechten Schenkel des Y-Modells zugeordnet. Sie werden auch als CAx-Komponenten bezeichnet.
Hier wird der Informationsfluß durch das Arbeiten an der Realisierung des Produktes geleitet.
Die Teilprozesse sind miteinander verknüpft.
Das Y-CIM-Modell von Prof. Scheer macht die Zusammenhänge deutlich.
Der obere Teil des Modells beschreibt die dem eigentlichen Produktionsprozeß vorgelagerte Planungs- und Konstruktionsphase. Hier wird die Verbindung zwischen technischen und betriebswirtschaftlichen Funktionen über die gemeinsame Nutzung der Grunddaten für Stücklisten, Arbeitspläne und Betriebsmittel hergestellt.
Beide Systeme sind aber in der Praxis oft organisatorisch getrennten Bereichen zugeordnet.
Dagegen sind im unteren Bereich, der sich auf die Realisierung der Fertigungsaufträge bezieht, beide Systeme auch organisatorisch miteinander verbunden.
Die Informationssysteme der beiden Teilbereiche Logistik und Leistungsentwurf dienen als Datenlieferanten für die begleitenden, eher auswertenden Systeme des Unternehmens.
Diese werden als Informations- und Koordinationsprozesse bezeichnet und umfassen:
Die Informations- und Koordinationsprozesse eines Unternehmens werden als Kreis um die beiden anderen Prozesse dargestellt.
Aufgabe der Finanzbuchführung ist es, die Beziehungen der Unternehmung mit der Außenwelt darzustellen und sämtliche das Vermögen verändernde Geschäftsvorfälle aufzuzeichnen.
Die Kosten- und Leistungsrechnung ist ein wertbezogenes Instrument zur Unterstützung der Unternehmensführung. Es dient z.B. der Dokumentation, Planung, Steuerung und Kontrolle von Geschäftsprozessen. Die von der Finanzbuchführung und der Kosten- und Leistungsrechnung bereitgestellten Informationen sind wesentliche Grundlage für das Controlling und für Führungsinformationssysteme.
Neben den wertbezogenen Informations- und Koordinationsprozessen wird das Management der Ressource "Information" immer wichtiger. Das Informationsmanagement umfaßt das Management der Informationsinfrastruktur (Hardware), das Management der Anwendungssysteme (Software) sowie das Management des Informationseinsatzes und -verwendung.
Die drei großen Prozessen im Unternehmen sind
Logistik (Produktionsplanung und -steuerung),
Leistungsgestaltung sowie
Informations- und Koordinationsprozesse.
Die Produktionsplanung und -steuerung ist einer der großen Prozesse. Da PPS-Systeme alle primär betriebswirtschaftlich orientierten Funktionen eines Unternehmens abdecken, nimmt es eine Schlüsselrolle ein.
Daten spielen eine zentrale Rolle bei einem PPS-System.
Die Datenverwaltung hat im Rahmen der Produktionsplanung und -steuerung die Aufgabe planungs- bzw. dispositionsrelevante Daten zu erfassen, zu ändern und gegebenenfalls zu löschen. Desweiteren gehören Auswertungen zu den Aufgaben der Datenverwaltung.
Die wichtigsten Daten eines PPS-Systems sind:
Arbeitsplätze und Betriebsmittel
Die Daten werden in einer Datenbank dargestellt.
Die Teiledaten umfassen sämtliche Informationen, die im Unternehmen bezüglich den Endprodukten aber auch den Einzelteilen und den Materialien anfallen.
In Stücklisten wird die Struktur von Erzeugnissen dargestellt. Z.B. besteht ein Kugelschreiber aus der Miene und dem Body.
Arbeitsplätze und Betriebsmittel
Unter Arbeitsplätzen und Betriebsmitteln werden sämtliche zur Produktion erforderlichen Ressourcen zusammengefaßt.
In Arbeitsplänen werden die Vorgänge, die zur Fertigung eines Produktes erforderlich sind, aufgelistet.
Die Kunden- und Lieferantendaten umfassen sämtliche Informationen, die im Unternehmen bezüglich allen Kunden und Lieferanten anfallen.
Die Elemente eines PPS-Systems lassen sich aus den Funktionen und den Daten zusammenfassen. Die Funktionen nutzen dabei die gleiche Datenbasis.
Dieses Modell ist die Grundlage des Lernsystems und dient als Instrument zur Orientierung und Navigation. Aus diesem Grund ist es jederzeit über den Y-Button zu erreichen.
Die Daten und Funktionen eines PPS-Systems entsprechend dem Y-CIM-Modell werden in den folgenden Kapiteln detailliert erläutert:
Alle Daten eines PPS-Systems: Kapitel 2:
Datenverwaltung
Auftragssteuerung, Kalkulation und Primärbedarfsplanung: Kapitel 3:
Auftragssteuerung
Materialwirtschaft: Kapitel 4: Materialwirtschaft
Kapazitätsterminierung, Kapazitätsabgleich und Auftragsfreigabe: Kapitel 5: Kapazitätswirtschaft
Feinsteuerung, Betriebsdatenerfassung und Kontrolle: Kapitel 6: Fertigungssteuerung
In diesem Kapitel wurden folgende Themen behandelt:
1. Die Funktionalitäten von PPS-Systeme.
2. Die Daten, welche von PPS-Systemen benutzt werden.
3. Der Zusammenhang zwischen PPS-Systemen und der Architektur integrierter Informationssystemen.