Arbeitsplan für die Fertigung: So erstellen Sie einen einplanbaren Ablauf

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Ein Arbeitsplan für die Fertigung legt fest, welche Arbeitsgänge zur Herstellung eines Produkts nötig sind, in welcher Reihenfolge sie ablaufen müssen, welche Arbeitsstationen dafür geeignet sind und wie viel Zeit jeder Arbeitsgang benötigt. Er beschreibt den Fertigungsablauf des Produkts, nicht dessen zeitliche Einplanung. Die Feinplanung nutzt diese Vorgaben, um festzulegen, wann die einzelnen Arbeitsgänge unter Berücksichtigung anderer Aufträge ausgeführt werden.

Ein brauchbarer Arbeitsplan beantwortet dem Produktionsplaner vor der Freigabe drei Fragen: Was muss als Nächstes geschehen, wo kann es geschehen und wie viel Zeit wird dafür benötigt? Dieser Leitfaden zeigt, wie Sie diese Angaben erfassen. Ein kleines Beispiel hilft Ihnen dabei, die Daten Ihrer eigenen Arbeitspläne zu prüfen.

Was unterscheidet eine BOM, einen Arbeitsplan und die Feinplanung?

Eine Stückliste (BOM) führt die Materialien und Komponenten auf, die für ein Produkt benötigt werden. Ein Arbeitsplan beschreibt die Arbeiten, mit denen daraus das Produkt entsteht. Die Feinplanung ordnet diese Arbeiten geeigneten Arbeitsstationen und verfügbaren Zeitfenstern zu.

Unterlage	Beantwortete Frage	Beispiel Elektrogehäuse
BOM	Was brauchen wir?	Blech, Klemmen, Befestigungselemente
Arbeitsplan	Wie stellen wir es her?	Stanzen, Biegen, Montieren, Prüfen
Feinplanung	Wann und wo führen wir die Arbeiten aus?	Diesen Auftrag nach dem laufenden Arbeitsgang auf Abkantpresse 2 biegen

Eine Änderung an einer Komponente kann eine Anpassung des Arbeitsplans erfordern. Die BOM selbst legt jedoch nicht die vollständige Abfolge der Arbeitsgänge fest. Ebenso bietet eine zweite geeignete Maschine der Feinplanung eine weitere Wahlmöglichkeit. Sie bedeutet nicht, dass das Produkt einen zweiten Biegearbeitsgang benötigt.

Die Microsoft-Dokumentation zu Arbeitsplänen und Arbeitsgängen verdeutlicht diesen Unterschied: Ein Arbeitsplan beschreibt für ein Produkt oder eine Variante die Abfolge der Arbeitsgänge, die benötigten Ressourcen sowie die Rüst- und Bearbeitungszeiten.

Was gehört in einen Arbeitsplan für die Fertigung?

Ein Arbeitsplan muss die anstehenden Arbeiten so genau beschreiben, dass bei der Feinplanung keine Angaben erraten werden müssen.

• Produkt und Revisionsstand: Für welchen Artikel oder welche Variante gilt der Arbeitsplan, und welche freigegebene Version ist zu verwenden?
• Arbeitsgänge: Abgegrenzte Schritte wie Umformen, Montieren oder Prüfen, mit Verweisen auf die zugehörigen Arbeitsanweisungen.
• Reihenfolge und Abhängigkeiten: Was muss abgeschlossen sein, bevor der jeweilige Arbeitsgang beginnen kann? Dazu gehören auch parallele Abläufe, die später zusammengeführt werden.
• Geeignete Arbeitsstationen: Maschinen oder Arbeitszentren, die technisch in der Lage sind, den jeweiligen Arbeitsgang auszuführen.
• Rüst- und Bearbeitungszeiten: Wie lange dauert das Rüsten, wie hängt die Bearbeitungszeit von der Menge ab, und welche Einheiten werden verwendet?
• Weitere Anforderungen: Werkzeuge, Qualifikationen, Bedingungen für die Qualitätsfreigabe oder externe Bearbeitungsschritte, von denen die Fortsetzung der Arbeiten abhängt.

Eine Arbeitsanweisung erklärt, wie ein Arbeitsgang sicher und korrekt ausgeführt wird. Der Arbeitsplan stellt den Zusammenhang mit den übrigen Fertigungsschritten her. Verlinken Sie die Anweisung, statt den Arbeitsplan zu einer langen Verfahrensbeschreibung auszubauen, in der die Reihenfolge nicht mehr erkennbar ist.

Ein Arbeitsplanblatt oder eine Laufkarte enthält die Angaben aus dem Arbeitsplan für einen bestimmten Auftrag. Der zugrunde liegende Produktarbeitsplan lässt sich wiederverwenden. Das Auftragsdokument ergänzt ihn um die Auftragsmenge, den aktuellen Revisionsstand und die Rückmeldungen zu abgeschlossenen Arbeitsgängen.

Beispiel für einen Fertigungsarbeitsplan: ein Elektrogehäuse

Dies ist ein erfundenes Beispiel. Ein Hersteller benötigt ein Los von 12 kleinen Elektrogehäusen. Die Blechzuschnitte und Zukaufteile liegen bereit. Jeder Arbeitsgang bearbeitet das gesamte Los, bevor der nächste beginnt. Die folgenden Zeiten enthalten weder Überlappungen noch Zuschläge für Wartezeiten.

Arbeitsgang	Erforderlicher Vorgänger	Geeignete Arbeitsstation	Rüstzeit je Los	Bearbeitungszeit je Stück
10: Blech stanzen	Keiner	Stanzmaschine 1	15 min	2 min
20: Gehäuse biegen	10	Abkantpresse 1 oder 2	20 min	3 min
30: Komponenten montieren	20	Montagetisch A	5 min	8 min
40: Elektrische Prüfung	30	Prüfstand 1	10 min	4 min

Der Arbeitsplan zeigt dem Produktionsplaner, dass das Biegen erst nach Abschluss des Stanzens beginnen kann. In diesem Beispiel sind beide Abkantpressen freigegeben, sodass bei der Feinplanung zwischen ihnen gewählt werden kann. Hier werden für beide dieselben Rüst- und Bearbeitungszeiten angenommen. In der Praxis können bei einer alternativen Maschine andere Zeiten oder Werkzeuge erforderlich sein.

Für 12 Stück benötigt das Biegen 56 Minuten: 20 Minuten Rüstzeit und 36 Minuten Bearbeitungszeit. Das ist der Zeitbedarf für den Biegearbeitsgang, kein zugesagter Fertigstellungstermin. Sind beide Abkantpressen belegt, muss das Los warten.

Für das gesamte Los fallen über die vier Arbeitsgänge hinweg 254 Minuten Rüst- und Bearbeitungszeit an. Die Durchlaufzeit im Werk kann deutlich länger sein, wenn Warteschlangen, Schichten und andere Aufträge berücksichtigt werden. Auch mit genauen Arbeitsgangzeiten legt ein Arbeitsplan noch keine Liefertermine fest.

So erstellen Sie einen Arbeitsplan für die Fertigung

Beginnen Sie mit einem Produkt und einem kürzlich bearbeiteten Auftrag, dessen tatsächlichen Fertigungsablauf Sie nachvollziehen können. Ein kurzer, mit den Mitarbeitern in der Produktion abgestimmter Arbeitsplan ist hilfreicher als eine detaillierte Vorlage, die von einem anderen Produkt übernommen wurde.

1. Produkt und Revisionsstand festlegen

Bestimmen Sie den Fertigartikel, die Variante und den Revisionsstand der Zeichnung. Prüfen Sie, ob die BOM und die Arbeitsanweisungen dieselbe Version beschreiben. Material- oder Konstruktionsänderungen können sich auf Werkzeuge, Arbeitsgänge oder Bearbeitungszeiten auswirken, auch wenn die Artikelbezeichnung gleich bleibt.

Halten Sie fest, wer für den Arbeitsplan verantwortlich ist und ab wann eine neue Version gilt. Legen Sie fest, wie mit bereits freigegebenen Aufträgen umzugehen ist. Eine Änderung am Stammarbeitsplan darf nicht unbemerkt die Anweisungen für laufende Arbeiten verändern.

2. Die tatsächlich benötigten Arbeitsgänge erfassen

Verfolgen Sie den Auftrag vom Ausgangsmaterial bis zum Fertigartikel. Erfassen Sie erforderliche Prüfungen, externe Bearbeitungsschritte und Freigaben, nicht nur die Arbeitsgänge auf den größten Maschinen.

Teilen Sie einen Arbeitsgang auf, wenn ein Teil davon eine eigene Arbeitsstation benötigt, seine Startbereitschaft separat geprüft werden muss oder sein Fortschritt unabhängig gemeldet werden soll. Fassen Sie kleinere Tätigkeiten zusammen, wenn sie an derselben Station als ein durchgehender Arbeitsgang ausgeführt werden.

3. Abhängigkeiten festlegen

Geben Sie für jeden Arbeitsgang an, welche Arbeiten vor seinem Start abgeschlossen sein müssen. Für einen einfachen, rein sequenziellen Ablauf genügt eine nummerierte Liste. Bei parallelen Abläufen müssen die Abhängigkeiten ausdrücklich festgelegt werden: Beispielsweise kann die Endmontage voraussetzen, dass zwei Baugruppen fertig sind.

Unterscheiden Sie technische Abhängigkeiten von betrieblichen Gewohnheiten. Wenn die Prüfung tatsächlich eine abgeschlossene Montage voraussetzt, behalten Sie diese Bedingung bei. Werden dagegen zwei unabhängige Teile nur deshalb immer nacheinander gefertigt, weil nur eine Bedienperson verfügbar ist, handelt es sich um eine Kapazitätsbeschränkung, die in der Feinplanung berücksichtigt werden muss.

Wenn Teillose an den nächsten Arbeitsgang weitergegeben werden dürfen, halten Sie die freigegebenen Bedingungen dafür fest. Gehen Sie nicht davon aus, dass der nächste Schritt schon nach dem ersten Stück beginnen kann, sofern die Prozess- und Qualitätsanforderungen dies nicht zulassen.

4. Geeignete Maschinen und Anforderungen an das Personal benennen

Prüfen Sie jede vorgeschlagene Arbeitsstation auf die erforderlichen Abmessungen, Werkzeuge, Toleranzen und das benötigte Verfahren. Eine freie Maschine ist nicht unbedingt eine geeignete Maschine.

Erfassen Sie freigegebene Alternativen, bevor ein Maschinenausfall sie dringend erforderlich macht. Unterscheiden sich die Maschinen, hinterlegen Sie die jeweils geltenden Bearbeitungs- und Rüstzeiten. Geben Sie auch an, welche Werkzeuge oder Qualifikationen der Bedienperson für die Nutzung der Alternative nötig sind.

Eine zweite Abkantpresse könnte beispielsweise für die Abmessungen des Gehäuses geeignet sein, aber nicht über die dafür freigegebenen Werkzeuge verfügen. Wird sie ohne diese Voraussetzung als geeignet aufgeführt, lässt sich der Arbeitsplan in der Produktion nicht umsetzen.

5. Zeiten mit eindeutiger Bezugsgröße erfassen

Trennen Sie die Rüstzeit je Los von der Bearbeitungszeit je Stück. Hat ein Arbeitsgang stattdessen eine feste Dauer je Los, geben Sie dies ausdrücklich an. Schreiben Sie die Einheiten neben die Werte. Der Eintrag „3“ reicht nicht aus: Drei Minuten je Stück und drei Minuten je Los führen zu sehr unterschiedlichen Kapazitätsbelastungen.

Für einen einfachen Arbeitsgang, bei dem die Stücke einzeln nacheinander bearbeitet werden, gilt:

Arbeitsgangzeit = Rüstzeit + Menge × Bearbeitungszeit pro Stück

Verwenden Sie ein anderes Zeitmodell, wenn der Prozess es erfordert, etwa bei einem Ofen, der mehrere Teile gemeinsam behandelt. Erfassen Sie Abkühl-, Aushärte- oder Transportzeiten separat, wenn sie den nächsten Arbeitsgang einschränken. Unterscheiden Sie dabei zwischen reiner Wartezeit und Zeiten, in denen eine Maschine belegt ist oder ein Bediener benötigt wird.

Vergleichen Sie die Schätzung mit abgeschlossenen Arbeitsgängen und klären Sie, was die erfasste Zeit umfasst. Wenn Wartezeiten vor einer Maschine in deren Bearbeitungszeit einfließen, ergibt die nächste Feinplanung ein irreführendes Bild. Die Rüstzeitoptimierung setzt bei den Vorbereitungsarbeiten an. Diese sollten separat sichtbar bleiben, statt in einem Durchschnittswert pro Stück unterzugehen.

6. Prüfen Sie den Arbeitsplan anhand eines Auftrags

Prüfen Sie den Arbeitsplan gemeinsam mit jemandem, der die Arbeiten ausführt, und jemandem, der sie plant. Können beide den nächsten Arbeitsgang, die dafür freigegebene Arbeitsstation, die Voraussetzungen und die Grundlage der Zeitangaben erkennen, ohne beim Verfasser des Arbeitsplans nachzufragen?

Nutzen Sie einen tatsächlich abgeschlossenen Auftrag, um fehlende Schritte und unrealistische Annahmen aufzudecken. Prüfen Sie anschließend eine andere Menge oder Variante. Ein Arbeitsplan, der für eine Losgröße funktioniert, kann bei einem größeren Los andere Werkzeuge oder einen anderen Prozess erfordern.

Die Microsoft-Anleitung zum Einrichten von Arbeitsplänen zeigt, wie die Arbeitsplandaten eines Produkts zur Grundlage für die Feinplanung der Arbeitsgänge eines Produktionsauftrags werden. Die oben beschriebenen Prüfungen sind systemunabhängig; sie sind keine Konfigurationsanleitung für ein bestimmtes ERP.

Kann ein Arbeitsplan parallele Schritte oder Alternativen enthalten?

Ja. Parallele Arbeitsgänge können unabhängig voneinander ablaufen, bis ein späterer Arbeitsgang ihre Ergebnisse benötigt. Ein alternativer Arbeitsplan beschreibt einen weiteren freigegebenen Weg, das Produkt herzustellen. Eine alternative Arbeitsstation bietet eine weitere Möglichkeit, denselben Arbeitsgang auszuführen.

Dabei handelt es sich um unterschiedliche Entscheidungen. Zwei voneinander unabhängige Baugruppen können parallel gefertigt werden. Sind zwei Abkantpressen für das Biegen geeignet, bedeutet das in der Regel eine Wahl zwischen zwei Maschinen, nicht zwei erforderliche Biegeschritte. Ein Arbeitsplan mit extern vergebener Endbearbeitung kann die Reihenfolge der Arbeitsgänge verändern und zusätzliche Transportzeiten sowie die Durchlaufzeit beim Lieferanten mit sich bringen.

Die MRPeasy-Dokumentation zu Arbeitsplänen zeigt Abhängigkeiten zwischen Arbeitsgängen, darunter parallele und zusammenlaufende Arbeitsgangfolgen. Ob diese Zweige tatsächlich gleichzeitig ablaufen können, hängt weiterhin von den verfügbaren Maschinen, Mitarbeitern und Werkzeugen ab.

Eine dokumentierte Alternative braucht eine technische Freigabe und belastbare Zeitangaben. Der Produktionsplaner sollte keinen neuen Fertigungsprozess erfinden, nur um einen dringenden Auftrag unterzubringen.

Welche Fehler im Arbeitsplan machen die Feinplanung unzuverlässig?

Ein fehlender Arbeitsgang. Eine erforderliche Prüfung oder externe Bearbeitung fehlt im Arbeitsplan. Dadurch wird der nächste Arbeitsgang zu früh als startbereit eingeplant. Ergänzen Sie den fehlenden Schritt und seine Freigabebedingung.

Alle Maschinen einer Abteilung sind als geeignet gekennzeichnet. Die Feinplanung weist Arbeiten Maschinen zu, die die Anforderungen nicht erfüllen können. Ersetzen Sie die pauschale Liste durch freigegebene Arbeitsstationen und die zugehörigen Bedingungen.

Eine Zeitangabe ohne Mengenbezug. Für ein Los von 12 Stück wird derselbe Wert verwendet wie für ein Los von 120 Stück. Trennen Sie Rüstzeit, Bearbeitungszeit pro Stück und feste Zeit je Los.

Ein veralteter Änderungsstand oder nicht mehr aktuelle Werkzeugangaben. Der Arbeitsplan beschreibt noch die vorherige Konstruktion. Prüfen Sie ihn, wenn sich das Produkt oder das Fertigungsverfahren ändert, und legen Sie verbindlich fest, welche Version für freigegebene Aufträge gilt.

Eine unnötige sequenzielle Abhängigkeit. Unabhängige Arbeitsgänge müssen aufeinander warten. Prüfen Sie, ob die Einschränkung technisch bedingt ist oder stattdessen aus der gemeinsamen Nutzung von Kapazitäten entsteht.

Beheben Sie diese Probleme, bevor Sie eine anspruchsvollere Regel für die Feinplanung ausprobieren. Ein Feinplanungssystem kann einen fehlerhaften Arbeitsplan nicht ausführbar machen, indem es eine andere Startzeit wählt.

Wie wird aus dem Arbeitsplan eine Feinplanung für die Produktion?

Der Arbeitsplan liefert die Arbeitsgänge, ihre Abhängigkeiten, die geeigneten Ressourcen und den Zeitbedarf. Der Produktionsplaner führt diese Angaben anschließend mit Auftragsmengen, Materialverfügbarkeit, Maschinen- und Mitarbeiterkalendern, aktuellem Fertigungsfortschritt, Fertigstellungsterminen und Prioritäten zusammen.

Dieser nächste Schritt ist die Feinplanung: Arbeitsgänge werden unter Einhaltung ihrer Reihenfolge in die nutzbare Kapazität eingeplant. In der Werkstattfertigung konkurrieren zudem unterschiedliche Arbeitspläne um dieselben Maschinen. Ein für sich genommen ausführbarer Arbeitsplan muss daher möglicherweise trotzdem warten, bis ein anderer Auftrag abgeschlossen ist.

In SkyPlanner legt der Nutzer die Prozessschritte eines Produkts, ihre Dauer, die geeigneten Arbeitsstationen und die Abhängigkeiten fest. Arcturus berechnet die Feinplanung auf Basis der hinterlegten Produktionsdaten und Prioritäten und berechnet sie bei Bedarf neu. Die Gantt-Ansicht zeigt das Ergebnis. Der Nutzer definiert den Fertigungsprozess; die Planungsengine erfindet den Arbeitsplan des Produkts nicht. Über die offene REST API lässt sich SkyPlanner mit jedem ERP oder MES integrieren. Wenn Sie sehen möchten, wie aus definierten Arbeitsplänen eine Feinplanung entsteht, testen Sie SkyPlanner mit Demodaten oder buchen Sie eine Demo.

Häufig gestellte Fragen

Bezeichnen „Manufacturing Routing“ und „Production Routing“ dasselbe?

Im Fertigungskontext bezeichnen beide englischen Begriffe den Arbeitsplan eines Produkts. Keiner der beiden Begriffe meint die Optimierung von Transportrouten oder das Routing in Netzwerken.

Ist ein Arbeitsplan dasselbe wie eine Stückliste (BOM)?

Nein. Die Stückliste (BOM) beschreibt die Materialien und Komponenten. Der Arbeitsplan beschreibt die Arbeitsgänge, mit denen diese bearbeitet oder zusammengebaut werden. Stimmen Sie beide bei Produktänderungen aufeinander ab, aber verwenden Sie keines der beiden Dokumente als Ersatz für das andere.

Braucht jedes Produkt einen eigenen Arbeitsplan?

Nicht unbedingt. Produkte mit demselben Fertigungsprozess können einen gemeinsamen Arbeitsplan nutzen, sofern die jeweils geltenden Zeiten, Anforderungen an die Arbeitsstationen und Varianten korrekt berücksichtigt werden. Eine andere Konstruktion oder Menge kann einen anderen freigegebenen Arbeitsplan erfordern.

Entspricht die Zeit im Arbeitsplan der Durchlaufzeit in der Fertigung?

Nein. Rüst- und Bearbeitungszeiten beschreiben den Arbeitsaufwand. Die Durchlaufzeit in der Fertigung umfasst auch Wartezeiten und weitere Zeiten zwischen Freigabe und Fertigstellung. Um abzuschätzen, wann ein Auftrag fertig wird, benötigen Sie eine Feinplanung und Angaben zu den aktuellen Bedingungen in der Produktion.