Die Produktionsplanung ist weit mehr als nur das Festlegen von Abläufen und Terminen. Sie ist eine hochdynamische Aufgabe, die durch zahlreiche Faktoren erschwert wird. Ein kleiner Fehler – sei es eine fehlerhafte Materialbestellung, ein ungeplanter Maschinenausfall oder eine ungleichmäßige Arbeitsverteilung – kann weitreichende Folgen haben. Doch warum ist die Produktionsplanung eigentlich so komplex? Fünf zentrale Gründe machen die Planung zu einer Herausforderung (Kellner et al., 2020):

1. Vielzahl an Planungsobjekten

Bei jeder Planungsentscheidung müssen unzählige Elemente berücksichtigt werden: Rohstoffe, Halbfertig- und Endprodukte, Maschinenkapazitäten, Personaleinsatz und Transportwege. In modernen Produktionsumgebungen, insbesondere in der Variantenfertigung, können tausende Einzelteile in unterschiedlichen Stadien der Produktion vorhanden sein. Jede Entscheidung beeinflusst das gesamte System und kann sich auf nachgelagerte Prozesse auswirken.

2. Komplexe Interdependenzen zwischen Planungsentscheidungen

Produktionsentscheidungen sind nicht isoliert zu betrachten. Beispielsweise beeinflusst das gewählte Produktionsprogramm nicht nur die Kapazitätsauslastung der Maschinen, sondern auch die Höhe der Lagerbestände und die Losgrößenentscheidungen anderer Bauteile. Jede Änderung an einer Stelle kann weitreichende Auswirkungen auf andere Bereiche haben – oft über mehrere Fertigungsstufen hinweg.

3. Zwang zur ständigen Abstimmung von Kapazitätsangebot und -nachfrage

Die Produktionsplanung muss kontinuierlich prüfen, ob die vorhandenen Kapazitäten ausreichen, um die geplante Nachfrage zu erfüllen. Eine falsche Verteilung der Arbeitslast kann zu Engpässen oder unausgelasteten Maschinen führen. Besonders kritisch wird es, wenn sich die Nachfrage kurzfristig ändert oder neue Prioritäten gesetzt werden müssen.

4. Unsicherheit der Planungsdaten

Produktionsplaner arbeiten oft mit Annahmen, die sich im Laufe der Zeit als fehlerhaft erweisen können. Marktseitige Unsicherheiten wie schwankende Kundenaufträge oder Lieferengpässe beeinflussen den gesamten Produktionsprozess. Innerhalb des Unternehmens können Personalausfälle, Maschinenstillstände oder ungenaue Durchlaufzeitprognosen für zusätzliche Herausforderungen sorgen. Da viele Produktionsentscheidungen langfristige Auswirkungen haben, kann eine ungenaue Datenlage erhebliche Planabweichungen verursachen.

5. Begrenzte Berechenbarkeit optimaler Produktionspläne

Selbst mit modernen IT-Systemen ist es kaum möglich, die „perfekte“ Produktionsplanung rechnerisch zu bestimmen. Die Vielzahl an möglichen Optionen – vom Aggregierten Produktionsplan bis hin zum Maschinenbelegungsplan – macht eine vollständige mathematische Optimierung unmöglich. Stattdessen wird oft mit Näherungsverfahren oder heuristischen Ansätzen gearbeitet, die zwar praktikable, aber nicht unbedingt optimale Lösungen liefern.

Praxisbeispiel: Metallverarbeitung – Herausforderungen einer komplexen Fertigungskette

Stellen Sie sich ein Unternehmen vor, das hochwertige Maschinenbauteile herstellt. Jedes Endprodukt besteht aus Dutzenden, teils hunderten Einzelteilen, die in verschiedenen Produktionsstufen gefertigt, weiterverarbeitet und montiert werden müssen. Dabei gibt es Maschinen, die ausschließlich spezielle Teile fertigen können, während andere universell für mehrere Produktreihen genutzt werden. Hier zeigt sich die Komplexität der Planung:

• Durchlaufzeiten minimieren: Damit alle Bauteile zur richtigen Zeit an der Montage bereitstehen, müssen Fertigungszeiten exakt abgestimmt sein. Verzögerungen in einer Teilfertigung wirken sich auf die gesamte Produktion aus.
• Mitarbeiterqualifikation berücksichtigen: Bestimmte Produktionsschritte erfordern spezialisierte Fachkräfte. Die Schichtplanung muss gewährleisten, dass stets genügend qualifizierte Mitarbeiter verfügbar sind.
• Materialverfügbarkeit sicherstellen: Rohstoffe und Halbfertigprodukte müssen rechtzeitig beschafft und an den passenden Fertigungsstationen bereitgestellt werden. Ein Engpass bei einem einzelnen Material kann den gesamten Ablauf verzögern.
• Maschinenauslastung optimieren: Manche Maschinen sind universell einsetzbar, andere nur für bestimmte Bauteile geeignet. Eine effiziente Planung muss verhindern, dass Engpässe an einer hochspezialisierten Maschine die gesamte Fertigung verzögern, während andere Maschinen unausgelastet sind.