Mit Kapazitätssteuerung zur termintreuen Produktion

Peter Krobath

Eine hohe Termintreue als zusätzliches Differenzierungsmerkmal gewinnt für viele Unternehmen zunehmend an Bedeutung. Einen signifikanten Beitrag zu deren Erreichung kann eine Kapazitätssteuerung leisten, welche durch kurzfristige Kapazitätsanpassungen versucht, Planabweichungen auszugleichen und damit der Entstehung von Rückstand entgegen zu wirken. Nicht zuletzt aufgrund der vergleichsweise geringen Thematisierung in Theorie und Praxis gibt es in der Industrie teilweise noch erheblichen Nachholbedarf, weswegen nachfolgend die notwendigen Grundlagen zur Implementierung erörtert werden.

Die Aufgabe der Kapazitätssteuerung ist es, die Ziele der Kapazitätsplanung auch dann umzusetzen, wenn die Fertigung hinter dem Plan-Abgang zurückfällt, wodurch der Entstehung von Rückstand entgegengewirkt und ein positiver Einfluss auf die Termintreue erzielt wird [1]. Grundvoraussetzung für die Implementierung ist eine valide Messung des aktuellen Rückstandsniveaus, auf welches bei vorhandener Kapazitätsflexibilität mit entsprechenden Maßnahmen reagiert werden kann. Daraus ergeben sich drei Fragestellungen, welche es für jedes Unternehmen vor der Einführung einer Kapazitätssteuerung zu beantworten gilt:

  1. Wie soll die Rückstandsmessung aufgebaut werden?
  2. Wie erfolgt die Anpassung und Flexibilisierung der Kapazitäten?
  3. Wo ist die Kapazitätssteuerung im Unternehmen anzusiedeln?


Bild 1: Durch eine laufende Anpassung der Ist-Kapazität an die Plan-Kapazität zur termintreuen Produktion

Rückstandsmessung
Aufgabe der Rückstandsmessung ist es, den Rückstand möglichst zeitnah, genau und aufwandsarm zu messen. Da das Rückstandsniveau zwischen der Fertigung insgesamt und einzelnen Arbeitssystemen erheblich divergieren kann, empfiehlt es sich, die Rückstandssituation auf beide Arten zu erfassen. Davon ausgenommen ist eine Fertigung, welche einen oder mehrere permanente Engpassarbeitssysteme aufweist. Hier stellt sich dessen alleinige Betrachtung als hinreichend genauer Indikator dar und lässt sich mit einem geringen Erfassungsaufwand realisieren. Der Rückstand kann aus der Differenz zwischen Plan- und Ist-Abgang ermittelt, mit Hilfe der geplanten Endtermin berechnet oder durch ein Abweichen vom Plan-Bestand geschätzt werden. Bezüglich der Messgenauigkeit reicht vielfach eine diskrete Darstellung aus, welche sich z.B. aufgrund von Rückmeldungen aus einem BDE-System ergibt. Lediglich bei Aufträgen mit tendenziell langer Bearbeitungszeit ist darauf zu achten, dass auch Teilmengen zurückgemeldet werden, da ansonsten ein stark verzerrtes Bild entstehen kann. Denn ein Auftrag, welcher sich kurz vor der Fertigstellung befindet, würde mit der vollen Auftragszeit als Rückstand ausgewiesen werden. Ein BDE-System ist zur Erfassung der Rückstandssituation eine wertvolle Unterstützung, aber keine zwingende Voraussetzung [3]. Denn auch durch eine Visualisierung des Bestandniveaus und dessen Abweichung zum Plan-Bestand kann am Shopfloor tendenziell auf die Rückstandssituation geschlossen werden. Wenn es einem Unternehmen gelungen ist, die Rückstandssituation zufriedenstellend zu erfassen, gilt es im nächsten Schritt kapazitätsanpassenden Maßnahmen zu definieren.

RS     =  ABPlan-ABIst
RS     =  BIst-BPlan
Mit RS  Rückstand
ABPlan Plan-Abgang
ABIst Ist-Abgang
BPlan Plan-Bestand
BIst  Ist-Bestand

Kapazitätsanpassung und -flexibilität
Dazu ist ein Mindestmaß an Kapazitätsflexibilität erforderlich, unter welcher die Fähigkeit eines Arbeitssystems oder der gesamten Fertigung verstanden wird, die Kapazität in möglichst hohem Ausmaß, schnell und kostengünstig verändern zu können. Mit zunehmender Flexibilität wird es einem Unternehmen besser gelingen, sich auf einen kurzfristig höheren Bedarf einzustellen und dadurch die Wahrscheinlichkeit eines Lieferverzuges zu reduzieren [2]. Zur Flexibilisierung kann bei den Betriebsmitteln theoretisch auf zahlreiche Alternativen zurückgegriffen werden, wobei nur wenige praktikabel erscheinen. An dieser Stelle sei insbesondere auf die temporäre Fremdvergabe, die Verlagerung auf alternative Betriebsmittel sowie die intensitätsmäßige Anpassung verwiesen. Eine Flexibilisierung der Personalressourcen kann durch Überstunden, Sonderschichten und den Einsatz von Leiharbeitern quantitativ sowie durch geeignete Arbeitszeitvereinbarungen und Mehrfachqualifikation qualitativ erzielt werden. Im industriellen Umfeld wird insbesondere die Ausbildung der Mitarbeiter auf mehreren Arbeitssystemen vielfach verabsäumt bzw. etwaige Mängel nicht rechtzeitig erkannt. Abhilfe schafft eine Qualifikationsmatrix, welche die Qualifikationen der Mitarbeiter den durchzuführenden Tätigkeiten gegenüberstellt und dadurch vorhandene Defizite visuell darstellt.


Bild 2: Qualifikationsmatrix

Eine zusätzliche Qualifizierung ist vielfach mit Kosten und Zeitaufwand verbunden, weswegen es für eine effiziente Abwicklung das Engpassprinzip zu berücksichtigen gilt. In diesem Kontext besagt es, dass die Kapazitätsflexibilität einer Fertigung durch das Arbeitssystem mit der geringsten Flexibilität begrenzt wird und dass deshalb an diesem mit einer Mehrfachqualifikation zu beginnen ist. Gibt es in einer Fertigung einen oder mehrere betriebsmittelbedingte Engpässe, dann führt eine umfangreiche Qualifikation der Mitarbeiter als isolierte Maßnahme nicht zu einer ausreichenden Flexibilisierung. Um dennoch eine hohe Termintreue erreichen zu können, muss bereits in der Planungsphase darauf geachtet werden, dass noch freie Kapazitäten zur Verfügung stehen. Diese Maßnahme kann jedoch zu einem geringeren Gesamtdurchsatz führen, weswegen es hier eine logistische Positionierung – maximaler Durchsatz oder hohe Termintreue – vorzunehmen gilt. Kann auf eine ausreichende Flexibilität zurückgegriffen werden, sind explizite Maßnahmen zur Kapazitätsanpassung festzulegen, welche neben dem Rückstandsniveau auch monetäre Aspekte zu berücksichtigen haben. Hierzu bietet sich eine Entscheidungstabelle an, in welcher für jedes Arbeitssystem bzw. den Durchsatzengpass, Maßnahmen in Abhängigkeit vom Rückstandsniveau zu definieren sind.


Bild 3: Entscheidungstabelle zur Kapazitätserhöhung

Einbindung der Kapazitätssteuerung Die Frage nach der optimalen Einbindung der Kapazitätssteuerung in die Unternehmensstruktur ist nicht einheitlich zu beantworten, da die individuellen Gegebenheiten des jeweiligen Unternehmens einen maßgeblichen Einfluss haben. Vielfach wird die Aufgabe der Kapazitätssteuerung an die Meisterebene delegiert, welche durch entsprechende Maßnahmen in ihrem Verantwortungsbereich wie z.B. der Anordnung von Überstunden der Entstehung von Rückstand entgegenwirken. Bei einfachen Materialflüssen und dem Fehlen eines Durchsatzengpasses handelt es sich hierbei um eine praktikable und leicht realisierbare Lösung. Sobald der Durchsatz einer Fertigung, wenn auch nur temporär, durch ein oder mehrere Arbeitssysteme begrenzt wird, kann sich diese Vorgehensweise, aus folgenden Gründen, negativ auf das Gesamtsystem auswirken:

  • Da am Durchsatzengpass die Leistung nicht gesteigert werden kann, ändern sich der Durchsatz der Fertigung und damit auch die Rückstandssituation nicht.
  • Ohne eine engpassorientierte Bestandsregulierung baut sich vor dem Engpass ein erhöhter Bestand auf. Dieser würde durch Überstunden und Zusatzschichten der vorgelagerten Arbeitssysteme teuer erkauft werden, ohne jedoch einen positiven Effekt auf den Rückstand zu erzielen.
  • Im Bereich nach dem Engpasssystem würde es zu einem Bestandsabbau und dadurch zu einer temporären Durchsatzerhöhung der Fertigung kommen. Nach der Reduktion des Bestandes sind jedoch Materialflussabrisse zu erwarten, da der Engpass definitorisch keine ausreichende Materialversorgung sicherstellen kann.

Die Praxis zeigt, dass die Meisterebene mit einer flussorientierten Abstimmung der Kapazitäten über ihren Verantwortungsbereich hinaus vielfach überfordert ist. Bei einer Engpasssituation muss deswegen, zur Vermeidung der angeführten Nachteile, auf eine zentrale Stelle zurückgegriffen werden, welche die Kapazitätssteuerung aus ganzheitlicher Sicht durchführt.

Zusammenfassung
Es kann konstatiert werden, dass wenn es gelingt die Rückstandssituation ganzheitlich zu betrachten und eine ausreichende Kapazitätsflexibilität zur Verfügung zu stellen der Weg zu einer termintreuen Produktion geebnet ist.

Schlüsselwörter:

Kapazitätssteuerung, Kapazitätsflexibilität, Rückstandsregelung

Literatur:

[1] Lödding, Hermann: Verfahren der Fertigungssteuerung, 2. erweiterte Auflage, Berlin,
Heidelberg, Springer-Verlag, 2008, 461ff.
[2] Wiendahl, Hans-Peter: Betriebsorganisation für Ingenieure, 6. aktualisierte Auflage, München, Wien, Carl Hanser Verlag, 2008, S 325f.

[3] Kurbel, Karl: Produktionsplanung und -steuerung im Enterprise Resource Planning und Supply Chain Management, 6. Auflage, München, Oldenbourg Verlag, 2005, 301ff.