Von MRP zu ERP: Entwicklungen in der Produktionsplanung und -steuerung
Ein Beitrag von Rainer Kämpf

Thema des Monats Mai 2001
Stand: 02.07.2008

Die Produktionplanung und –steuerung (PPS) gehört zu den wesentlichen und inhaltlich anspruchsvollsten Aufgaben eines Industrieunternehmens. Schon in den sechziger Jahren entstanden daher die ersten Softwaresysteme zur EDV-technischen Unterstützung der PPS, sogenannte PPS-Systeme. Heutige Standard PPS-Systeme bieten eine umfangreiche Funktionalität, die über die Kernbereiche der Mengen-, Termin- und Kapazitätsplanung in der Produktion weit hinaus auch weit in die Beschaffung und den Vertrieb hineinreicht.

Aufgrund der rasanten Veränderungen im Umfeld der PPS, zunehmender Variantenvielfalt und dezentraler Fertigungsstrukturen ergeben sich ständig neue und steigende Anforderungen an eine effiziente PPS bzw. deren EDV-Unterstützung. Dies wird noch verstärkt durch den Aufbau von Produktions- und Logistiknetzwerken zwischen Lieferanten, Herstellern und Kunden, was sich in geänderten, prozessorientierten Planungskonzepten für komplette Supply-Chains wiederspiegelt und zu einer grundlegenden Neuorientierung der Methodik und Systemarchitektur innerhalb der Produktionsplanung und –steuerung geführt hat.

In den letzten Jahrzehnten sind unterschiedliche Konzepte zur Planung und Steuerung in Produktionsunternehmen entwickelt worden. Sie sind alle in einem bestimmten Umfeld in der Praxis entstanden und stellen bis zu einem gewissen Grad Branchenlösungen dar. In den späten fünfziger Jahren begann in Nordamerika die Aera der MRP-Konzepte. Das MRP-Konzept sieht eine Sukzessivplanung nach hierarchischen Planungstufen vor. Von übergeordneten Planungsstufen wie z.B. der Produktionsprogrammplanung zu untergeordneten Planungsstufen wie z.B. der Produktionsbedarfsplanng werden die Ressourcen mit zunehmendem Detaillierungsgrad und abnehmendem Planungshorizont geplant. Die Planungsergebnisse einer Stufe sind Vorgaben für die nächstfolgende Stufe. Mit Hilfe einer regelkreisähnlichen Abstimmung erfolgt die Rückführung an die nächsthöhere Planungstufe.

Probleme können im Rahmen des Sukzessivplanungskonzeptes dadurch auftreten, dass eine Stufe Informationen benötigt, die erst durch nachfolgende Stufen erzeugt werden. Diese Situation ist typisch für Planungsprobleme mit gegenseitigen Abhängigkeiten. So bestimmt beispielsweise erst die Reihenfolgeplanung bzw. die Maschinenbelegungsplanung, die tatsächliche Durchlaufzeit von Aufträgen. Informationen über diese Durchlaufzeiten werden aber bereits im Rahmen der Durchlauftermierung innerhalb der Produktionsbedarfsplanung benötigt. Daher arbeiten die Dukzessivplanungskonzepte mit Annahmen über die erst später zur Verfügung stehenden Informationen, d.h. in der Durchlaufterminierung wird beispielsweise mit Sollduchlaufzeiten gerechnet. Die Reihenfolgeplanung kann dann natürlich zu Durchlaufzeiten führen, die von den zunächst angenommenen Solldurchlaufzeiten abweichen.

Das MRP-Konzept wurde ständig weiterentwickelt, um den neueren Gegebenheiten in der Porduktionsorganisation Rechnung zu tragen. Dabei lassen sich hinsichtlich ihrer geschichtlichn Entwicklung drei verschiedene MRP-Konzepte untescheiden:

• MRP : Material Requirements Planning
• MRP I : Manufacturing Ressources Planning I
• MRP II: Manufacturing Ressource Planning II

Das ursprüngliche MRP-Konzept, d.h. die Bedarfsermittlung wurde in den fünfziger Jahren entwickelt und beinhaltet den Wandel von der verbrauchs- zur bedarfsorientierten Materialdisposition. Mitte der sechziger Jahre entstand das MRP I-Konzept, das erstmals auch die Produktionskapazitäten mit in die Planung einbezog. In den achtziger Jahren entstand dann das MRP II-Konzept, das zusätzlich wirtschaftliche und strategische Gesichtspunkte der Produktionsplanung berücksichtigt.

Das von Oliver Wight entwickelte MRP II-Konzept bildet die Grundlage für verschiedene Varianten der Gestaltung von PPS-Systemen. Es stellt der Produktionsprogrammplanung eine strategische Planungsebene voran, die die Aufgabenbereiche Vertriebsplanung und Entwicklungsplanung enthält. Das Produktionsprogramm ist Input für die innerhalb des MRP I-Konzeptes durchzuführenden Planungsschritte mit ihrer strikten Trennung zwischen Mengen- und Terminplanung.

Durch eine Stücklistenauflösung von Erzeugnissen (Primärbedarf) erhält man den Bedarf an Rohstoffen, Teilen und Gruppen (Sekundärbedarf) zur Fertigung des Primärbedarfs. Innerhalb dieser Rechnung werden – bezogen auf eine bestimmte Zeitspanne und ohne Berücksichtigung der Lagerbestände – Bruttobedarfe ermittelt. In einer zweiten Rechnung innerhalb der Mengenplanung wird unter Berücksichtigung der Lagerbestände der Nettobedarf, d.h. die tatsächlich benötigten Materialmengen, ermittelt. Daran anschließend werden die Nettobedarfe periodenweise zusammengefaßt.

Die zusammengefassten Nettobedarfe sind Ausgangspunkt für den nächsten Schritt innerhalb des MRP I-Konzeptes, der Terminplanung. Mittels verschiedener Verfahren der Losgrößenberechnung werden Fertigungs- und Montagelose gebildet und Anschließend unter Berücksichtigung des Anebotes an Kapazitäten im Rahmen der Kapazitätsterminierung eingelastet. Die so entstandene Einlastung der Kapazitäten ist Input der Werkstattsteuerung.

Diese übernimmt für den Bereich der Eigenfertigung Aufgaben der Durchsetzung der in er Produktionsbedarfsplanung erstellten Planungsvorgaben (Fertigungsaufträge). Durchsetzung bedeutet hier konkret die Feinterminierung der Fertigungsaufräge, die Veranlassung der arbeitsgangbezogenen werkstattaufträge, sowie die Überwachung des Fertigungsfortschritts.

Um die zufriedenstellende Anwendung des MRP II-Konzeptes zu gewährleisten, sollten allerdings einige wichtige Voraussetzungen beachtet werden:

• Die Vorhersagbarkeit der verfügbaren Kapazitäten sollte gewährleistet sein, was allerdings nur dann der Fall ist, wenn stochastisch auftretende Ausfallzeiten der Kapazitäten gering sind.
• Die Vorhersagbarkeit der Durchlaufzeiten sollte sicher sein, d.h. die Durchlaufzeiten dürfen nur geringfügig um den Mittelwert streuen, damit zuverlässige aussagen möglich sind.
• Engpässe innerhalb der Fertigung sollten vermieden werden, da diese wieder zu unrealistischen Terminplänen führen und damit das Sukzessivplanungskonzept in Frage stellen.
• Das Produktionsprogramm sollte mit einer gewissen Vorlaufzeit bekannt sein, damit ständige Neuplanung vermieden wird.

Das MRP II-Konzept stammt aus Branchen mit klar konvergierenden Produktstrukturen, z.B. Grossmaschinenbau, Automobil- und Flugzeugbau. In der Absicht alle Bereiche eines Unternehmens zu Umfassen, wurde dieses Konzept zum ERP-Konzept (Enterprise Resource Planning) weiterentwickelt. Hintergrund diese Konzeptes ist die Annahme, dass mit einer Maximierung der Ressourcennutzung ebenfalls eine Maximierung des Ertrages verbunden ist. Mit Hilfe von ERP-Softwaresystemen werden alle Prozesse und Aktivitäten in den Abteilungen und Bereichen eines international agierenden Unternehmens gesteuert, überwacht und koordiniert. Es wird also eine prozessorientierte Organisation im Unternehmen für den erfolgreichen Einsatz eines ERP-Systemes vorausgesetzt. Das System sorgt dann dafür, dass geänderte Informationen innerhalb eines Geschäftsprozesses automatisch allen weiteren beteiligten Funktionen zur Verfügung stehen, um somit die Durchführung des Geschäftsprozesses insgesamt optimal zu gestalten. Dabei werden die Geschäftsprozess nicht nur auf das eigene Unternehmen begrenzt, sondern integrieren die Kunden und Lieferanten sowie alle weiteren an der Wertschöpfungskette beteiligten Unternehmen (Supply Chain Management - SCM). Hierbei kommen moderne Integrations- und Kommunikations-techniken wie z.B. EDI oder E-Business-Lösungen zum Einsatz.

Aus dem Japan der späten siebziger Jahre stammt das JIT-Konzept (Just-in-Time) mit dem Ziel, den Güterfluss zu verbessern. Zunächst als scharfer Gegensatz zum MRP II-Konzept vermarktet, hat sich das JIT-Konzept schliesslich als allgemeingültig und grundlegend für die Planung und Steuerung auch im ERP gezeigt, sobald der Zielbereich Lieferung im Unternehmen Priorität erhält. Das oft mit der Güterflussorientierung verbundene KANBAN-Verfahren ist hingegen nur für eine Produktion bzw. Beschaffung mit häufiger Wiederholung anwendbar. Die Konzepte der Güterflussorientierung sowie die einfachen Verfahren zum Ressourcenmanagement bilden eine wichtige Erweiterung zum MRP II-Konzept und dessen Verfahren.

Die im ERP detailliert entwickelten Vorstellungen über Zusammenhänge im Ressourcenmanagement bleiben grundsätzlich auch für die nachfolgenden Erweiterungen gültig. Die Erweiterungen unterscheiden sich vom klassischen ERP haupsächlich im Auftragsmanagement, besonders in der Abbildung der logistischen Objekte und dementsprechend in der Auftragsbearbeitung und der Aufragskoordination in allen Fristigkeiten. Zum einen stammen sie aus verschiedenen variantenorientierten Konzepten, die im Zusammenhang mit dem Produktkonzept Produktfamilie und der Einmalproduktion entwickelt worden sind. Zum anderen entstanden Ende der achtziger Jahre verfahrensorientierte Konzepte für die Prozessindustrie, die unter dem Begriff Process Flow Scheduling zusammengefasst sind. Sie behandeln insbesondere divergierende Produktstrukturen.

Literatur:

Much, Nicolai: PPS-Lexikon, Cornelsen Giradet, Berlin, 1995.

Schönsleben: Integrales Logistikmanagment, Springer, Berlin/Heidelberg/New York, 1998.

Scheer: Der computergesteuerte Industriebetrieb, Springer, Berlin/Heidelberg, 1990.