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25.01.1991 - 

Insellösungen bringen kaum Steigerungen der Produktivität

Just-in-Time-Unterstützung als Maßstab für PPS-Systeme

In den Industrieunternehmen träumen die Logistiker seit Jahren von "Just in Time". Kein Wunder, verspricht das Konzept doch kürzere Durchlaufzeiten und eine Reduktion der teuren Lagerhaltung. Die Marktbeobachter des Branchendienstes "IDC Softwaremarkt"* haben allerdings festgestellt, daß die Realisierung von Just-in-Time-Konzepten nicht selten eine Neugestaltung der Planungs- und Steuerungssysteme (PPS) erfordert.

Zunehmend setzt sich in den DV-Abteilungen die Erkenntnis durch daß die Planung und Steuerung isolierter Teilbereiche, zum Beispiel der Fertigung, nicht ausreicht, um die Leistungsfähigkeit eines Industrieunternehmens wesentlich zu erhöhen. Entscheidend ist die Planung und Steuerung der logistischen Versorgungskette.

Eine derart durchgängige Logistik umfaßt den Zulieferer, das Rohmateriallager, die Fertigung, das Teilelager, die Montage, das Fertigwarenlager und die Warenverteilung bis hin zum Abnehmer. Der Material- und Informationsfluß verläuft vom Zulieferer zum Abnehmer und umgekehrt vom Kunden zum Lieferanten.

Enorme Anforderungen

Um die Planungs-, Dispositions- und Steuerungsaufgaben in der Versorgungskette wirtschaftlich gestalten zu können, sind differenzierte Lösungen - abhängig vom Produkt - erforderlich. Eine Konzeption, die in den letzten Jahren zu erheblichen Verbesserungen geführt hat, wird unter dem Schlagwort "Just in Time" (JIT) zusammengefaßt.

Wie viele andere Steuerungskonzepte wurde JIT Mitte der 80er Jahre in den USA entworfen. Seine Wurzeln finden sich aber im japanischen Kanban-System. Inzwischen gibt es umfangreiches Schrifttum über JIT. Wenig Klarheit besteht jedoch über die enormen Anforderungen, die JIT an die Planungs- und Steuerungssysteme in Vertrieb, Materialwirtschaft, Beschaffung und Produktion stellt. Das JIT-Konzept zielt auf die fertigungssynchrone und bedarfsgerechte Lieferung von Komponenten an den Fertigungsort. Außerdem wird eine Reduktion der Durchlaufzeiten auf das technisch Notwendige angestrebt. Die Zwischenlagerung von Teilen während des Fertigungsprozesses soll vermieden werden. Auch an seinem Ende sollen keine unnötigen Lagerkosten entstehen.

Die Vermeidung von Lagerkosten ist auch der Grund, warum das Produkt nach Fertigstellung direkt an den Kunden ausgeliefert werden soll. Umpackvorgänge sollen durch den Einsatz von speziellen Kombibehältern, die sowohl für den internen Umlauf als auch für den Transport und die Nutzung im Lager geeignet sind, überflüssig gemacht werden. Umlaufvermögen wird in Anlagevermögen umgeschichtet.

Alle diese Punkte lassen sich auf einen gemeinsamen Nenner bringen: JIT strebt die Minimierung von Materialbeständen an. Voraussetzung dafür ist der Ersatz von Beständen durch Informationen. Diese Informationen werden von einem Produktionsplanungs- und

-steuerungssystem (PPS) verwaltet.

Die meisten PPS-Systeme, die die Industrie heute einsetzt, sind nicht in der Lage, JIT-Methoden wirksam zu unterstützen. Dies führt dazu, daß man zwar versucht, eine drastische Reduktion der Lieferzeiten zu bewirken, jedoch mit steigenden Kosten zu kämpfen hat. Diese Kosten steigen durch überhöhte Lagerbestände an anderen Stellen.

Nicht selten nützen Auftraggeber ihre Marktmacht, um das JIT-Konzept gegenüber den Zulieferer zu mißbrauchen, indem sie das Lagerproblem dorthin abwälzen. Dabei vergißt manches Unternehmen, daß auch seine Kunden in zunehmendem Maße Forderungen nach JIT-Abwicklungen stellen werden.

Eine kooperative Lösung zwischen Kunden und Lieferanten erfordert bei den meisten Industrieunternehmen die grundlegende Neugestaltung und Leistungsverbesserung der Planungs- und Steuerungssysteme. Hier handelt es sich nicht nur um strategische Konzeptionen, sondern um erheblichen Einsatz in der Verbesserung von Planungsmethoden im Detail. So erfordert der Wegfall der Wareneingangskontrolle zusätzliche Qualitätsvereinbarungen mit dem Lieferanten.

Für die Reduktion der Umpackvorgänge im Wareneingang müssen Transport- und Lagerbehälter klassifiziert werden. Jedem zu beschaffenden Teil ist im Teilestammsatz eine Standardbehältergröße zuzuordnen. Um Lose auf die Behältergröße abzustimmen, muß je Teil ebenfalls im Teilestammsatz das Fassungsvermögen gespeichert werden. Dies wird dann beim Abgleich der Losgrößen in der Materialdisposition berücksichtigt.

Anforderungen an ein PPS-System

Die Softwaretechnologie stellt PPS-Systeme inzwischen vor hohe Anforderungen. Sämtliche innerbetrieblichen und externen Abläufe sind integriert darzustellen und transparent zu machen. So muß der Vertriebssachbearbeiter bei Kundenrückfragen die Möglichkeit haben, den Stand eines Kundenauftrages abzufragen; dazu gehören die noch ausstehenden Fertigungsaufträge bis hin zum Status der einzelnen Einkaufsbestellungen, also zum Beispiel Belieferungsgrad, voraussichtliche Termineinstellung etc.

Ein DV-gestütztes PPS-System hat wesentliche betriebliche Vorgänge zu bearbeiten, zum Beispiel Terminverschiebungen bei Kundenaufträgen, Einkaufsbestellungen oder Fertigungsaufträgen in Echtzeit. Dies gilt für alle Vorgänge, die direkte oder indirekte Auswirkungen auf die termin- und mengengerechte Lieferung von Kundenaufträgen haben. Dabei ist der Bildschirm das zentrale Arbeitsmittel, über den alle Entscheidungen, Vorgänge und Auskünfte sichtbar werden. Das ist nur mit Dialogsystemen zu schaffen.

In der Planungslogik der PPS-Systeme muß ein Trigger-Konzept eingebaut sein, das durch permanenten Abgleich der Planwerte mit den Ist-Werten Abweichungen außerhalb definierter Toleranzbereiche vom System registriert und als Trigger an durchzuführende EDV-Programme oder Sachbearbeiter abschickt.

Aktualisierung der Planungswerte

Ein großes Problem bei PPS-Systemen ist die Aktualisierung der Planungswerte, zum Beispiel die Lieferzeit bei Kaufteilen. Meist werden diese Werte beim Ersteinsatz des Systems eingestellt und dann jahrelang nicht aktualisiert. Die Systeme erlauben die maschinelle Adaption der Planwerte durch Fortschreibung der Istwerte, etwa unter Verwendung von Methoden der exponentiellen Glättung, wie man sie aus der verbrauchsgesteuerten Materialdisposition kennt.

Auch die Automation von Routineprozessen, zum Beispiel die Freigabe von Bestellvorschlägen in der Materialdisposition oder von Fertigungsaufträgen für die Werkstatt, muß realisiert werden. Damit wird der Sachbearbeiter von Routinevorgängen entlastet und kann sich auf Ausnahme- und Entscheidungssituationen konzentrieren.

Weitere Forderungen an PPS-Systeme betreffen ihre leichte Einbindbarkeit in unterschiedliche Hard- und Softwaresysteme. So müssen hardwareseitig unterschiedlichste Rechnersysteme Informationen sinnvoll untereinander austauschen können. Betriebssysteme und Datenbanken müssen mit Anwendungsprogrammen, die beispielsweise das Finanz- und Rechnungswesen abdecken, miteinander verbunden werden.

Immer wichtiger wird auch die Integration zwischen Logistik und kommerziellen Systemen einerseits und technischen Planungssystemen wie CAD und CAM sein. Am Ende dieser Entwicklung wird dann CIM (Computer Integrated Manufacturing) stehen.

Eine wesentliche Rolle bei der engeren Verknüpfung der Unternehmen untereinander spielen außerdem Standards wie EDI (Electronic Data Interchange), die die unternehmensübergreifende Kommunikation sehr viel effizienter machen. Von zentraler Bedeutung ist auch der Einsatz einer zweckmäßigen logistischen Methode.

Die Komplexität der Forderungen kann von einem Produktionsplanungssystem nur erfüllt werden, wenn es hochgradig modular aufgebaut und mit einer genügenden Anzahl von Schnittstellen versehen ist, und damit ein genügendes Maß an Flexibilität bereitstellt.

Führend bei der Entwicklung leistungsfähiger und integrierter Standard-Softwareprodukte sind in den USA zum Beispiel MSA, Rank Xerox, Comserv, Cincom-Systems und Cullinet; in Deutschland SAP und ADV/Orga.

Eine logistische Planungsmethode

Als Überbau für ein JIT-System wird ein integriertes durchgängiges Planungssystem für die gesamte logistische Versorgungskette benötigt. Ein Beispiel dafür ist das Anfang der 80er Jahre in den Vereinigten Staaten unter Führung von Oliver Wight und der APICS (American Production and Inventory Society, vergleichbar mit der hiesigen Refa) entwickelte Manufacturing-Resource-Planning-System (MRPII).

Auf der Basis eines solchen Systems lassen sich die logistischen Funktionen eines Unternehmens integrieren. Das ermöglicht eine durchgängige Planung und Steuerung der gesamten Versorgungskette vom Lieferanten über die eigenen Unternehmensbereiche (Rohmateriallager, Fertigung, Teilelager, Montage, Fertigwarenlager, Warenverteilung) bis zum Kunden.

Der entscheidende Gegenstand der Logistik besteht in der Prognostizierung des Absatzes und der Festlegung eines Absatzplans. Nahezu jedes Unternehmen hat längere Produktionszeiten akzeptiert, als aus Wettbewerbsgründen sinnvoll wäre. Dieser Differenzzeitraum kann nur durch eine wirksame Absatzprognose überbrückt werden.

Hier greift das Planungssystem. Es hat über die drei Ebenen Programm, Disposition und operative Durchführung die wesentlichen Faktoren zu berücksichtigen. Dabei geht es wie ein Regelkreissystem vor. Abweichungen gegenüber dem Plan, die auf einer unteren Planungsebene nicht abgefangen werden können, gehen als Feedback an die übergeordnete Planungsebene zurück. Wichtig ist das Zusammenspiel zwischen Programmplanung und Kundenauftragsabwicklung. Hier zählt insbesondere der permanente Abgleich der Planzahlen mit den tatsächlich eingehenden Kundenaufträgen nach Menge und Struktur.

Programmplanung als Management-Instrument

Die Programmplanung ist das wesentliche Planungs-, Entscheidungs- und Kontrollinstrument des Top- und Fachbereichs-Managements. Ziel des oben beschriebenen Abstimmungsprozesses ist es, ein machbares Produktionsprogramm freizugeben, das dann anschließend vom DV-System automatisch in Fertigungs- und Konstruktionsaufträge sowie Einkaufsbestellungen umgesetzt wird.

Die Programmplanung orientiert sich an den sogenannten Engpaß-Ressourcen. Dies sind zum Beispiel einzelne Mitarbeitergruppen oder Fertigungsbereiche, aber auch Lagerkapazitäten. Auch die Liefermöglichkeiten bestimmter Teile müssen in den Abgleichprozeß zwischen Absatzplan und Produktionsprogramm einbezogen werden.

Das Ergebnis der DV-gestützten Programmplanung, nämlich die Feststellung von Auswirkungen eines bestimmten Absatzprogrammes auf die als kritisch definierten Ressourcen, ist die wichtigste Entscheidungsinformation. Hier geht man insbesondere von dem Grundsatz aus: Je früher eine Information über eine künftige Engpaßsituation bekannt ist, um so größer ist die Chance, darauf kostengünstig reagieren zu können.

Entscheidend für die JIT-Konzeption ist eine konsequente Rückwärtsterminierung für den Bedarf an Material, Fertigungsmitteln und Kapazitäten. Dies erfordert die Führung von Auftragsnetzen. Der Dispositionsanstoß erfolgt dann von oben (Produktionsprogramm) nach unten bis hin zu den Lieferabrufen.

Die Auftragsnetze stellen den Strukturbaum des Fertigungsablaufs vom Rohmaterial bis zum Enderzeugnis dar. Sie werden im wesentlichen in der Programmplanung und Materialdisposition aufgebaut und ermöglichen die maximale Ausprägung der JIT-Konzeption, nämlich die nahezu lagerlose Fertigung innerhalb des Produktionsprozesses.

Bei wesentlichen Planabweichungen, die durch im Auftragsnetz eingebaute Pufferzeiten nicht aufgefangen werden können, wird eine Überarbeitung des gesamten Auftragsnetzes nötig. Dabei kann es unter Umständen dazu kommen, daß Losgrößen, die auf einer bestimmten Fertigungsebene gebildet wurden, wieder aufgesplittet werden. Die Lose sind ja aus Gründen der Minimierung der Einmalkosten (Rüst- und Transportkosten) entstanden, indem der Zukunftsbedarf auf den ersten ungedeckten Bedarf vorgezogen wurde. Bei Engpässen verzichtet man dann auf diesen Kostenvorteil und schiebt zum Beispiel die vorgezogene Bedarfsliste wieder auf ihren ursprünglichen Bedarfstermin in die Zukunft.

Das bei JIT angestrebte "Fließprinzip" wird realisiert, indem jeder Auftrag so terminiert wird, daß er nach Abschluß direkt an den Startort des nächsthöheren Auftrags geliefert wird. Damit entfällt die aufwendige und teure Zwischenlagerung. Bei vorgenommenen Losverdichtungen werden die Ausbringungsmengen gesplittet, ein Teillos geht direkt in die nächste übergeordnete Fertigungsstufe, die restliche Teilmenge wird zwischengelagert. In diesen Prozeß werden nicht nur Fertigungsaufträge, sondern auch Zulieferungen einbezogen.

Simultanplanung für Material und Kapazität

Der wichtigste Effekt einer JIT-Konzeption ist die durchgehende Steuerung von Absatzschwankungen bis in den Fertigungs- und Lieferantenbereich. Eine permanente Anpassung der Beschaffungs- an die aktuelle Bedarfssituation erfordert besondere Methoden.

Die ständige Aktualisierung der Bedarfs- und Bedarfsdeckungsnetze (Auftragsnetze) muß im "Netchange-Verfahren" erfolgen. Bei dieser Vorgehensweise werden in einem Planungslauf nur die beschaffungsrelevanten Veränderungen gegenüber dem vorhergehenden Lauf verarbeitet. Das hat den Vorteil, daß Netchange-Läufe weniger Zeit brauchen und damit wesentlich häufiger durchgeführt werden können - bis hin zum permanenten Netchange-Verfahren, bei dem sofort nach Erkennen einer Abweichung oder einer Störung das System automatisch anläuft.

Der Planungsprozeß, zum Beispiel zwischen Materialdisposition und Fertigungssteuerung, darf nicht wie bei konventionellen Systemen unterbrochen werden. Bei derartigen Systemen werden in der Materialdisposition durch Rückwärtsterminierung die End- und Starttermine einer zu fertigenden Komponente bestimmt. Aus dem Starttermin ergibt sich dann der Endtermin der Komponenten der darunterliegenden Ebene.

Anschließend wird in der Fertigungssteuerung die Feinterminierung für jeden Arbeitsgang vorgenommen. Dabei ist es fast die Regel, daß Start oder Ende von den Terminen der Materialdisposition abweichen. Damit sind beide Planungsprozesse nicht aufeinander abgestimmt, was zusätzliche Lagerbestände oder Fehlteilsituationen zur Folge hat.

Einer der ersten Ansatzpunkte für JIT-Konzepte war die Warenbeschaffung über die Zulieferer. Hier ist das Rationalisierungspotential am augenfälligsten. Die Forderungen, die daraus abgeleitet werden, sind:

- die direkte Anlieferung des Materials an den Bedarfsort,

- die Abschaffung der Zwischenlagerung,

- die bedarfsgerechte Anlieferung, zum Beispiel des Tagesbedarfs, mit Sicherheitsfristen im Bereich von Stunden oder wenigen Tagen.

Bei der Realisierung besteht die Schwierigkeit in der Reduktion der von jedem Unternehmen, also auch vom Zulieferer, gerechneten sogenannten wirtschaftlichen Losgrößen. In der Industrie versucht man sich derzeit an der Reduktion der Losgrößen auf den Tagesbedarf.

Die Voraussetzung für eine derartige Flexibilität ist jedoch die Veränderung der Fertigungseinrichtung mit dem Ziel der drastischen Reduktion der Rüstkosten. Ohne die Schaffung der Voraussetzung, zum Beispiel Verlagerung des Rüstprozesses in die Bearbeitungszeit einer maschinellen Anlage, würde man bei der Durchsetzung von JIT lediglich das Dispositions- und Bestandsrisiko zum Lieferanten verlagern.

Der Trend bei den meisten Industrieunternehmen, die Fertigungstiefe zu reduzieren und die Vorteile der Spezialisierung und der Synergieeffekte von Lieferanten zu nutzen, ist erkennbar. Dies zeigen Untersuchungen aus dem Bereich der deutschen Automobilindustrie. Deren Ergebnisse zeigen, daß selbst hier die Bedeutung der Zusammenarbeit mit den Zulieferern noch zunimmt.

Die Grenzen für rasches Umdisponieren wegen schwacher Steuerungssysteme sind beim Lieferanten wesentlich enger gesteckt als im eigenen Fertigungsbetrieb. Eigene Pannen beim Zulieferer aufzufangen ist dort nur schwer durchzusetzen. Auch schlagen die Kosten von "Sondermaßnahmen" in Form von Eilzuschlägen, Sonderpreisen, bezahlten Umrüstkosten und Sondertransporte erheblich zu Buche.

Das Unternehmen koppelt also konsequent die eigene Streubreite der Vorhersagegenauigkeit über die tatsächlich benötigten Teile mit dem Spezifikationsgrad. "Postponement" bedeutet hier also, das zu bestellende Teil in der exakten Menge, zum exakten Termin, so spät wie möglich zu spezifizieren, andererseits jedoch stufenweise verbindliche Vorschauwerte zu vereinbaren.

In der Kooperation mit Lieferanten kann der Auftraggeber den Effekt der stufenweisen Beschaffungsspezifikation nutzen. Betrachtet man eine vorgegebene Lieferzeit von beispielsweise sechs Monaten, so nimmt die Fertigung lediglich ein Anteil von vier oder sechs Wochen ein. Die restliche Zeit wird mit Warten und der Beschaffung des Rohmaterials zugebracht.

Dem Lieferanten reicht es in der Regel, wenn er bei einer unterstellten Lieferzeit von sechs Monaten, die Bestellung für den fünften und sechsten Monat nur so weit spezifiziert bekommt, daß er entsprechende Kapazitäten reservieren kann. Erst im dritten und vierten Monat erfährt er, welche Teilegruppe er fertigen soll. Mit einer Vorlauf zeit von zwei Monaten erfolgt dann die genaue Festlegung des zu liefernden Teils.

Natürlich müssen für ein derartiges Beschaffungs-Postponement langfristige Verträge mit den Lieferanten geschlossen werden. Darin sollten die Rahmenbedingungen für die Liefertermine fixiert sein. Konkret wird es Bestimmungen geben, daß beispielsweise die wöchentlichen Abrufmengen eines Teiles mit einem Vorlauf von sechs Wochen, Tagesabrufe mit einem Vorlauf von zwei Wochen und als genaueste Abstimmplanung eine fertigungssynchrone Anlieferung erfolgen.

Das Fortschrittszahlen-Konzept unterstützt hier die Koordinierung der Planung einzelner Teilsysteme der logistischen Versorgungskette. Der Bedarf einer Planperiode wird dabei kumuliert und zeitbezogen dargestellt. In einem Koordinatensystem werden über die Zeitachse die Bedarfsmengen kumuliert aufgetragen.

Diese Kurve dient dem Zulieferer als Soll-Lieferplan. Gefertigte oder gelieferte Mengen werden ebenfalls in dieses Koordinatensystem eingetragen. Übersteigt bei einem Vergleich der Verlauf der Istkurve die Sollkurve, so liegt ein Vorlauf oder eine Überdeckung vor unterhalb der Kurve ein Rückstand.

Die Verkürzung der Vorlaufzeiten für Abrufe und die Forderung nach permanenter Anpassung der Beschaffungsmengen an die tatsächliche Bedarfs- beziehungsweise Absatzsituation setzt natürlich auch voraus, daß der Verkehr zwischen Hersteller und Lieferant schneller erfolgt. Der umständliche Weg über die "Postkutsche" mit langen Laufzeiten und zusätzlichen Datenerfassungsvorgängen wird drastisch verkürzt durch die direkte Kommunikation zwischen Abrufsystem des Herstellers und Auftragsannahme oder Produktionsumsetzung beim Lieferanten.

Vom Verband der Automobilindustrie (VDA) wurden die Voraussetzungen für den Datenaustausch durch die Definition der Datenformate geschaffen. Die Systeme zur Datenkommunikation sind derzeit durch den ECE-Standard "Odette" auch zwischen europäischen Firmen erschlossen. Die langfristige Zukunft wird durch die internationalen "Edifact-Richtlinien" bestimmt, über dann der weltweite Datenaustausch geregelt werden kann.

In die logistische Versorgungskette müssen schließlich auch die Speditionen einbezogen werden. Damit besteht zum Beispiel auch die Möglichkeit, Sammeltransporte zu lokalisieren und bei erhöhtem Bedarf Fahrtrouten zu ändern.