Finite-Capacity-Scheduling erklärt für Leute, die kein APS-Projekt wollen

Die meisten mittelgroßen FMCG-Werke planen an einem von zwei Orten. Der MRP-Lauf des ERP, der annimmt, dass die Linien unbegrenzte Stunden haben. Oder eine Tabellenkalkulation, die eine Person versteht, über Jahre aufgebaut, die annimmt, woran sich diese Person erinnert. Beides erzeugt einen Plan, den der Betrieb nicht ausführen kann, den der Artikel über Replanung vom Dienstag-nachmittags-Ende beschreibt.

Die Lehrbuchantwort ist ein Advanced Planning and Scheduling System (APS). Die Lehrbuchantwort kostet auch ein Jahr Implementierung und ein Budget, das einen Vorstandsbeschluss braucht, weshalb die meisten Werke, die es geprüft haben, immer noch die Tabelle verwenden.

Dieser Artikel erklärt, was finite-capacity scheduling tatsächlich ist, was ein Werk dieser Größe wirklich davon braucht und warum die Lücke zwischen Tabelle und APS-Projekt der Ort ist, an dem die meisten mehrlinienigen Werke landen sollten.

Unbegrenzte Kapazität, erklärt an einer Linie

Finite-capacity scheduling bedeutet, dass der Plan nicht mehr Arbeit auf eine Linie laden kann, als die Linie Stunden zum Laufen hat. Wenn die Bestellungen der Woche 134 Stunden benötigen und die Linie 120 hat, muss etwas verschoben werden: eine Bestellung auf eine andere Linie, eine Schicht hinzugefügt, ein Liefertermin neu verhandelt. Der Plan, der herauskommt, ist einer, den die Linie physisch herstellen kann.

Infinite-capacity planning stellt diese Frage nicht. Es nimmt jede Bestellung, rechnet sie vom Lieferdatum rückwärts mit der Standardlaufzeit und legt sie auf die Linie. Wenn die Standards 118 Stunden sagen und die Linie tatsächlich 134 benötigt, erzeugt es einen Plan für 118 und nennt ihn machbar; wenn die Standards selbst 134 ergeben, erzeugt es trotzdem einen Plan für 134. So entdeckt der Planer das Problem erst, wenn die Linie vierzehn Stunden im Rückstand ist, üblicherweise am Dienstag.

Material Requirements Planning (MRP), die Planungs-Engine in fast jedem ERP, ist per Design infinite-capacity. Es wurde gebaut, um die Frage „welche Materialien brauchen wir und wann“ zu beantworten, und darin ist es gut. Es wurde nicht gebaut, um zu beantworten „können die Linien das“, und die meisten Werke, die ihren Zeitplan aus dem MRP ableiten, haben nie bemerkt, dass es das nicht tut.

Die Tabelle ist in dem Sinne finite, dass der Planer weiß, die Linie hat 120 Stunden. Sie ist in allen anderen Belangen infinite: die Laufzeiten sind Standards, die Rüstzeiten eine feste Zahl, nichts aktualisiert sich, wenn der Betrieb abweicht, und das Wissen, was möglich ist, lebt im Kopf einer Person.

Was finite-capacity scheduling wissen muss

Finite-capacity scheduling muss die nachgewiesenen Raten, die Rüstmatrix, verfügbare Stunden netto nach geplanter Wartung, Routing-Optionen, Auftragsprioritäten und Liefertermine, upstream-Beschränkungen und den Live-Zustand der Linie kennen. Es ist nur so gut wie das, was es über die Linien weiß, und fast keines davon lebt im ERP.

• Nachgewiesene Raten pro SKU pro Linie, damit die Stunden, die ein Auftrag benötigt, die Stunden sind, die er tatsächlich braucht. Der Artikel zu demonstrated rates erläutert, warum der Standard nicht dieser Wert ist.
• Die Rüstmatrix, gemessen, asymmetrisch, sodass die Stunden zwischen Aufträgen von der Reihenfolge abhängen. Die Artikel zu Rüstzeiten und Sequencing behandeln das.
• Verfügbare Stunden netto nach geplanter Wartung, damit das PM-Fenster ein Block im Plan ist und keine Überraschung.
• Routing-Optionen: welche Linien welche Formate zu welcher Rate laufen können und was es kostet, einen Auftrag zwischen ihnen zu verschieben.
• Auftragsprioritäten und Liefertermine, das ist der eine Punkt, den das ERP tatsächlich hält, und zwar gut.
• Upstream-Beschränkungen, vor allem Bulk-Chargenzyklen und Reinigungsfenster auf einer bulk-to-pack-Linie, was der bulk-to-pack-Artikel behandelt.
• Live-Zustand der Linie, damit, wenn der Plan nicht mehr stimmt, der Planer dies in Minuten weiß und die unterste Sprosse der Replanning-Leiter anwenden kann.

Sechs von sieben sind Betriebsdaten: sie kommen vom Werk, nicht aus dem ERP. Daher ist ERP-basiertes Scheduling per Default infinite, und weshalb ein Scheduling-Modul auf das ERP aufgesetzt ohne eine Quelle von Werksdaten einen finiten Plan auf Basis von Standardannahmen erzeugt.

Die Leiter: Tabelle, MRP, finiter Scheduler, APS

Vier Sprossen. Jede kann etwas, was die darunter nicht kann, kostet mehr und scheitert an einer bestimmten Stelle.

Die Tabelle. Flexibel, schnell zu ändern, vollständig von einer Person verstanden. Keine Rückmeldung vom Werk, keine gemessenen Raten oder Rüstzeiten, keine Möglichkeit, mit einem zweiten Planer zu arbeiten, und sie stirbt, wenn ihr Eigentümer geht oder im Urlaub ist. Hier stehen die meisten Werke, und sie ist besser als man zugibt, weil die Person, die sie gebaut hat, die Linien kennt.

MRP im ERP. Konsistent, prüfbar, integriert mit Aufträgen, Materialien und Finanzen. Infinite-capacity, blind gegenüber Rüstzeiten, arbeitet mit Standardraten, wird nachts oder wöchentlich neu gestartet. Es produziert das Order Book; es produziert keinen Zeitplan, den das Werk ausführen kann. Werke, die glauben, im ERP zu planen, planen üblicherweise in der Tabelle und bestätigen im ERP.

Ein finiter Scheduler, gespeist vom Werk. Nimmt Aufträge und Liefertermine aus dem ERP; fügt nachgewiesene Raten, die gemessene Rüstmatrix, Wartungsfenster, Routing und Live-Linienzustand hinzu; produziert einen Plan, den jede Linie machen kann, und replaniert, wenn eine Linie abweicht. Die Einrichtung dauert Tage pro Linie, sobald die Werksdaten vorhanden sind. Er macht kein Multi-Site-Supply-Allocation, kein Demand Planning und keine Netzwerk-Inventaroptimierung. Für ein einzelnes Werk oder wenige Werke mit eigenen Linien ist dies die Sprosse, die das Dienstag-Problem behebt.

Eine vollständige APS-Suite. Der Begriff APS deckt zwei Produktarten ab. Werksebene-APS-Tools sind detaillierte finite Scheduler, dieselbe Sprosse wie oben. Netzwerk-APS-Suites planen über ein Liefernetzwerk: welches Werk was produziert, wo Inventar liegt, wie Nachfragesignale in den Masterplan fließen, constrained optimization über das ganze Netzwerk. Das ist die hier gemeinte Sprosse. Typischerweise viele Monate Implementierung und ein Budget, das einen Vorstandspapier braucht. Es macht Dinge, die ein Werksebene-Scheduler nicht kann, und ein Unternehmen mit einem Netzwerk gemeinsamer Werke, das Angebot und Nachfrage teilt, braucht so etwas. Ein Sechs-Linien-Werk braucht das nicht, und eine Netzwerk-Suite, die auf einem Sechs-Linien-Werk ausgerollt wird, läuft meist mit denselben Standardraten und festen Rüstzeiten wie das MRP, weil niemand sie mit Werksdaten versorgt hat.

Das APS ist nicht das falsche Werkzeug. Es ist die falsche Sprosse für die meisten Werke, denen es verkauft wird, und die richtige Sprosse für Netzwerke, die es nicht kaufen, weil das Problem auf Werksebene nie zuerst gelöst wurde.

Die Entscheidungstabelle

Das ehrliche Ergebnis für ein mittelgroßes FMCG-Werk mit austauschbaren Linien, signifikanten Rüstzeiten und ein oder zwei Planern ist die dritte Sprosse, wobei das ERP als Auftragsquelle und System of Record erhalten bleibt. Die APS-Frage taucht nur auf, wenn das Werk ein Knoten in einem Netzwerk ist, das Allokation benötigt, und selbst dann ist der werksebene Scheduler das, was dem APS die Wahrheit darüber liefert, was jeder Standort tatsächlich produzieren kann.

Was „Integration“ bedeuten sollte

Integration sollte genau zwei Richtungen bedeuten: Aufträge, Mengen und Liefertermine kommen aus dem ERP, und geplante Start- und Endzeiten pro Auftrag gehen zurück. Das Wort alarmiert den IT-Leiter, und das sollte es nicht. Bestätigungen, Materialflüsse und Finanzen laufen wie bisher durch das ERP, unverändert.

Der Scheduler ersetzt nicht das ERP und will nicht dessen Datenmodell. Er ersetzt die Tabelle, die derzeit zwischen ERP und Werk sitzt, und tut dies mit Werksdaten, die das ERP nie hatte. Für den IT-Leiter ist das eine kleinere und sicherere Änderung als ein Planungsmodul im ERP, weil sich nichts in der System-of-Record ändert; aus ihr wird ein Plan erzeugt und zurückgeschrieben. Die Stammdaten bleiben, wo sie sind.

Beispiel aus der Praxis

Das in dieser Serie verwendete Sechs-Linien-Werk: zwei Planer, der nächtliche MRP-Lauf des ERP und eine Tabelle, die einer der Planer fünf Jahre lang gepflegt hat.

Der MRP-Plan. Für eine repräsentative Woche platzierte MRP Aufträge auf Linie 3, die bei Standardraten und Rüstzeiten 118 Stunden benötigten, innerhalb der 120 verfügbaren, also sah nichts falsch aus. Capacity Requirements Planning, wo es eingeschaltet ist, meldet dieselben 118: es kann eine Überlast anzeigen, aber nur die, die die Standards sehen. Bei nachgewiesenen Raten benötigten die Aufträge 134 Stunden. Der Tabellenplaner deckte die Differenz auf übliche Weise: eine optimistische Rate für zwei SKUs, eine Rüstzeit mit dem 25-Minuten-Standard eingetragen und eine Samstagsschicht bis Mittwoch vorgemerkt.

Der finite Zeitplan. Mit den nachgewiesenen Raten aus dem Artikel zu demonstrated rates und der gemessenen Matrix aus dem Sequencing-Artikel benötigten die gleichen Aufträge 134 Stunden auf Linie 3, und der Scheduler zeigte das am Freitag statt am Mittwoch. Er tat dann drei Dinge. Er resequenzierte Linie 3 nach der Matrix und entfernte drei Rüstvorgänge und etwa drei Stunden. Er routete SKU E auf Linie 4 um, wo das Format nachweislich 23% schneller läuft, was 17 Stunden von Linie 3 nahm und 14 zur Linie 4 hinzufügte, die diese Kapazität hatte. Und er markierte eine verbleibende Bestellung, die sechs Stunden nach ihrem Liefertermin fertig geworden wäre; der Planer verschob sie auf den folgenden Montag mit Zustimmung des Kunden, weil der Kundenservice das Problem am Freitag sehen konnte, statt am folgenden Dienstag davon zu erfahren.

Linie 3 schloss die Woche mit etwa 114 geplanten Stunden gegen 120, mit sechs Stunden sichtbarer Reserve, von denen ein Teil bei einem Replan auf Sprosse 2 am Mittwoch verwendet wurde. Keine Samstagschicht. Kein APS-Projekt. Vier Wochen zur Einrichtung, von denen die meisten die vier Wochen Messung waren, die die nachgewiesenen Raten benötigten. Die Tabelle wurde am Ende des zweiten Monats eingestellt, und ihr Eigentümer wurde der Planer, der die Matrix betreibt.

Die Zahlen sind illustrativ; die Form ist das, was die dritte Sprosse leistet: die Überbelegung ist sichtbar bevor die Woche beginnt, die Lösungen sind Sequenz- und Routingänderungen statt Überstunden, und der eine reale Konflikt erreicht den Kunden früh genug, um ein Gespräch zu sein.

Wie Fabrico das macht und was es nicht ist

Das Scheduling-Modul von Fabricos Manufacturing Performance Platform (MES, OEE, CMMS & AI) ist die dritte Sprosse, gebaut, um von denselben Werksdaten der Plattform gespeist zu werden.

Finite per Konstruktion. Der Scheduler kann eine Linie nicht über ihre verfügbaren Stunden netto nach Wartungsfenstern hinaus belasten. Wo die Aufträge mehr benötigen, als die Linie hat, zeigt er den Konflikt und die Optionen, anstatt einen nicht ausführbaren Plan auszugeben.

Vom Werk gespeist. Nachgewiesene Raten pro SKU pro Linie und die gemessene Rüstmatrix kommen aus dem OEE-Modul; Bulk-Einschränkungen und geplante Wartung kommen aus derselben System; der Live-Zustand der Linie treibt das Replanning auf der Leiter. Ein Werk ohne gemessene Raten betreibt den Scheduler mit seinen bestehenden geschätzten Zeiten von Tag eins und ersetzt diese dann SKU für SKU mit Messwerten, sobald die Daten eintreffen; geschätzte Zeiten sind ein voll unterstützter Betriebsmodus, kein Provisorium.

Aufträge rein, Plan raus. Aufträge, Mengen und Liefertermine kommen aus dem ERP; geplante Start- und Endzeiten gehen zurück. Das ERP bleibt das System of Record und die Stammdaten ziehen nicht um.

Preisgestaltung nach Marge. Mit Verkaufspreis und Marge, einmal pro SKU eingegeben, zeigt das Modul für finanziellen Impact jeden Kandidatenplan als Marge sowie in Stunden, sodass Konflikte nach Kosten gelöst werden statt nach dem lautesten Auftrag.

Insights zur Engstelle. Die AI-Actionable-Insights unterscheiden eine Engstelle, die eine planerische Wahl ist, von einem Störeffekt, einem langsamen Format oder einem Bulk-Zyklus, und leiten letzteren Typ an die Personen weiter, die sie beseitigen können, mit der angehängten Wertschätzung.

Was es nicht ist. Es ist kein Multi-Site-Netzwerk-Optimizer und kein Demand Planner. Ein Unternehmen, das Nachfrage und Versorgung über ein Werknetz verteilt, braucht ein APS für diese Schicht, und Fabrico sitzt darunter als werksebenes Wahrheitsfundament darüber, was jeder Standort tatsächlich produzieren kann — der Input, den einem APS am häufigsten fehlt. Für ein einzelnes Werk oder eine kleine Gruppe mit eigenen Linien ist der werksebene Scheduler die gesamte Antwort, und das APS-Projekt kann unausgerollt bleiben.

Häufig gestellte Fragen

Was ist finite-capacity scheduling? Scheduling, bei dem eine Linie nicht mit mehr Arbeit belastet werden kann, als sie Stunden zum Betrieb hat, sodass Konflikte zwischen Nachfrage und Kapazität im Plan gelöst werden, anstatt auf der Fabrikfläche entdeckt zu werden. Es erfordert die Kenntnis der realen Raten der Linien, Rüstzeiten, Wartungsfenster und Routing-Optionen.

Was ist der Unterschied zwischen MRP und APS? MRP, die Planungs-Engine in den meisten ERPs, berechnet Materialanforderungen, indem es Aufträge vom Lieferdatum rückwärts rechnet und unbegrenzte Kapazität annimmt. Ein APS plant und terminiert gegen finite Kapazität. Der Begriff umfasst sowohl werksebenen Detail-Scheduler als auch Netzwerk-Suites, die über Standorte und das Liefernetzwerk planen, oft mit Demand Planning. Ein werksebenen finiter Scheduler, gespeist vom Werk, erledigt den Kapazitätsteil für ein Werk ohne Netzwerkschicht.

Brauche ich ein APS? Wenn Sie Nachfrage und Versorgung über ein Netzwerk von Werken allokieren, wahrscheinlich ja, für diese Schicht. Wenn Sie ein Werk oder wenige Werke mit eigenen Linien betreiben, brauchen Sie einen finiten Scheduler, gespeist vom Werk, und eine Netzwerksuite, die auf Werksebene ausgerollt wird, läuft meist auf denselben Standardraten und festen Rüstzeiten wie das ersetzte MRP.

Was kostet ein APS? Typischerweise eine mehrmonatige Implementierung und ein sechs- bis siebenstelliges Budget inklusive Lizenzen, Integration und Beratung, stark variierend nach Anbieter und Umfang. Ein werksebenen finiter Scheduler ist in Wochen pro Werk eingerichtet, und das meiste davon ist das Messen der Raten und Rüstzeiten, die er benötigt.

Kann man finite scheduling in Excel machen? Bis zu einem Punkt, und viele Planer tun das. Die Grenzen sind fehlende Rückmeldung vom Werk, keine gemessenen Raten oder Rüstmatrix außer man trägt sie manuell ein, kein Replanning, wenn eine Linie abweicht, und Abhängigkeit von einer Person. Es funktioniert, bis das Werk austauschbare Linien, signifikante Rüstzeiten oder einen zweiten Planer hat.

Was ist der Unterschied zwischen Planung und Scheduling? Planung entscheidet, was zu produzieren ist, wie viel und ungefähr wann, meist wöchentlich oder monatlich, basierend auf Nachfrage. Scheduling entscheidet die Reihenfolge und Timing von Aufträgen auf konkreten Linien, pro Schicht, gegen die reale Kapazität der Linien. Die meisten Werke planen im ERP und schedulen in einer Tabelle; der finite Scheduler ersetzt die Tabelle.

Finden Sie heraus, wie überbelegt der MRP-Plan ist

Wenn der Zeitplan aus dem MRP-Lauf oder einer Tabelle kommt, hat niemand die Stunden betrachtet, die auf jede Linie geladen werden gegenüber den Stunden, die die Linien haben. Vier Wochen gemessene Raten und Rüstzeiten zeigen die Lücke, und eine Woche finiter Planung zeigt, was sie schließt, ohne ein neues System of Record.

Der Pilot mit festem Umfang macht das an einer Linie: sechs Wochen, nachgewiesene Raten pro SKU und die gemessene Rüstmatrix, erfasst mit einem industriellen Sensor und Hub, installiert mit Ihrem Team, und im Report eine repräsentative Woche finiter geplant gegenüber dem aktuellen Plan, mit der Überbelegung in Stunden, den Sequenz- und Routingänderungen, die sie entfernen, und den drei interventions mit dem höchsten Wert. Die Gebühr ist fix und wird vollständig auf ein erstes Jahresabo angerechnet, falls Sie ausrollen. Der Pilot läuft auf Fabricos Manufacturing Performance Platform (MES, OEE, CMMS & AI), die Maschinendaten, OEE- und Verlustanalyse, Produktionsplanung, SKU-Einzelwert und Instandhaltung in einem System verbindet, sodass der finite Zeitplan vom Werk gespeist wird, nicht von Standards.

Fordern Sie eine Demo an oder lesen Sie, wie das Scheduling-Modul mit Ihrem ERP als System of Record zusammenarbeitet.