Arbeitsplan für die Fertigung: Aus Prozessschritten wird ein Plan

Für das Teil liegt ein freigegebener Arbeitsplan vor. Der Fertigungsauftrag hat einen Fertigstellungstermin. Trotzdem muss der Planer noch klären, welche Maschine welchen Arbeitsgang übernimmt, was zuerst abgeschlossen sein muss und ob der Auftrag rechtzeitig ausgeliefert werden kann.

Der Arbeitsplan beantwortet die Fragen zum Fertigungsablauf, die Feinplanung die Fragen zur zeitlichen Einordnung. Werden diese Aufgaben getrennt, lassen sich beide besser nutzen: Sie legen fest, wie das Produkt gefertigt werden kann. Anschließend plant SkyPlanner die Arbeit neben Ihren anderen Aufträgen in die verfügbaren Kapazitäten ein.

So wird aus einem im ERP hinterlegten Arbeitsplan ein Plan, den Ihre Fertigung umsetzen kann. Der Arbeitsplan liefert verlässliche Eingangsdaten für die Feinplanung. SkyPlanner berücksichtigt die konkurrierenden Arbeitsgänge, Abhängigkeiten und Prioritäten, ohne dass Sie die Auftragsfolge jeder Maschine von Hand neu aufbauen müssen.

Was ist ein Arbeitsplan für die Fertigung?

Ein Arbeitsplan legt fest, welche Arbeitsgänge zur Herstellung eines Produkts erforderlich sind, in welcher Reihenfolge sie ausgeführt werden müssen, welche Ressourcen dafür geeignet sind und welche Rüst- und Bearbeitungszeiten anfallen. Er beschreibt den Weg des Produkts durch die Fertigung, vom Ausgangsmaterial bis zum fertigen Teil. In diesem Zusammenhang bezeichnet auch der Begriff Fertigungsarbeitsplan dasselbe.

Bei einer spanend bearbeiteten Welle könnte die Folge Sägen, Drehen, Schleifen und Prüfen lauten. Für jeden Arbeitsgang braucht es mehr als einen Namen: Welche Maschinen sind freigegeben? Wie hängt die Dauer von der Stückzahl ab? Und welche Voraussetzungen müssen vor dem Start erfüllt sein?

Ein Arbeitsplan unterstützt auch die Abschätzung des Kapazitätsbedarfs und die Auftragskalkulation. Er reserviert jedoch keinen Platz in der Auftragsfolge einer Maschine. Eine freigegebene Drehmaschine kann bereits belegt sein, der benötigte Bediener hat möglicherweise keine Schicht oder das Material ist noch nicht eingetroffen. Diese Bedingungen müssen bei der Feinplanung berücksichtigt werden.

Drei Unterlagen greifen dabei ineinander:

• Die Stückliste (BOM) nennt die benötigten Materialien und Komponenten. Bei der Welle gehört dazu das vorgegebene Stangenmaterial.
• Der Arbeitsplan beschreibt die Arbeit, mit der aus diesen Ausgangsmaterialien das fertige Produkt entsteht.
• Der Fertigungsauftrag fordert für einen konkreten Auftrag eine bestimmte Menge dieses Produkts an. Seine Arbeitsgänge werden anschließend anhand des geltenden Arbeitsplans und der aktuellen Bedingungen in der Fertigung eingeplant.

Eine Arbeitsplankarte oder ein Fertigungsbegleitschein stellt den Arbeitsplan für die Mitarbeitenden bereit, die einen konkreten Auftrag bearbeiten, oft ergänzt um Anweisungen und Fertigmeldungen. Diese Unterlagen ersetzen nicht die Feinplanung aller Arbeitsgänge, die dieselben Ressourcen nutzen. Erfahren Sie, wie Fertigungsaufträge den Auftrag mit der Arbeit in der Fertigung verbinden.

Beispiel für einen Arbeitsplan: ein Los Wellen

Stellen Sie sich einen Auftrag über 20 spanend bearbeitete Wellen vor. Der freigegebene Arbeitsplan umfasst vier Arbeitsgänge. Das gesamte Los durchläuft jeden Arbeitsgang vollständig, bevor es zum nächsten wechselt. Das Material steht bereit. Die beispielhaften Zeiten setzen voraus, dass pro Arbeitsgang einmal gerüstet wird und die einzelnen Teile nacheinander bearbeitet werden. Überlappungen, Transportzeiten und Wartezeiten vor den Maschinen sind nicht berücksichtigt.

Arbeitsgang	Voraussetzung	Geeignete Arbeitsstation	Rüstzeit je Los	Bearbeitungszeit je Welle	Zeitbedarf für 20 Wellen
Rohlinge sägen	Material steht bereit	Säge 1	15 min	2 min	55 min
Wellen drehen	Sägen abgeschlossen	Drehmaschine 1 oder Drehmaschine 2	25 min	6 min	145 min
Wellen schleifen	Drehen abgeschlossen	Schleifmaschine 1	20 min	3 min	80 min
Prüfen	Schleifen abgeschlossen	Prüfplatz 1	10 min	1 min	30 min

In diesem Beispiel gelten für beide Drehmaschinen dieselben freigegebenen Rüst- und Bearbeitungszeiten. In der Praxis kann eine alternative Maschine andere Werkzeuge, Vorbereitungen oder Bearbeitungszeiten erfordern.

Für das Drehen fallen 25 Minuten Rüstzeit + 20 Wellen × 6 Minuten = 145 Minuten an. Über alle Arbeitsgänge hinweg benötigt die Charge 310 Minuten für das Rüsten und die Bearbeitung. Diese Zeit muss in der Produktion eingeplant werden. Sie bedeutet nicht, dass der Auftrag 310 Minuten nach seiner Freigabe fertig ist. Die Vorlage für die Produktionsplanung zeigt den nächsten Schritt: die Arbeitsgänge so einzuplanen, dass die benötigten Maschinen und Bediener verfügbar sind.

Stellen Sie sich nun vor, Drehmaschine 1 ist voll ausgelastet, während Drehmaschine 2 noch freie Kapazität hat. Da der Arbeitsplan beide Maschinen als geeignet ausweist, gibt es eine weitere Möglichkeit, das Drehen einzuplanen. Anschließend muss aber auch auf der Schleifmaschine Platz gefunden werden. Die Wellen früher zu drehen, bringt nur dann etwas, wenn dadurch der gesamte Auftrag vorankommt.

Hier greifen Arbeitsplan und Feinplanung ineinander. Der Arbeitsplan beschreibt den zulässigen Ablauf. Die Feinplanung findet dafür nutzbare Zeitfenster und berücksichtigt dabei die anderen Aufträge.

Erst den Arbeitsplan klären, dann den Liefertermin ermitteln

Beginnen Sie mit einem Produkt, dessen tatsächlichen Fertigungsablauf Sie gemeinsam mit den Mitarbeitenden in der Fertigung prüfen können. Das Ziel ist kein möglichst umfangreicher Arbeitsplan. Er soll die Arbeit so klar beschreiben, dass sie eingeplant werden kann, ohne Lücken aus dem Gedächtnis füllen zu müssen.

Arbeiten erfassen, die Kapazität belegen oder den nächsten Schritt ermöglichen

Listen Sie die Arbeitsgänge auf, die das Produkt tatsächlich benötigt, einschließlich vorgeschriebener Prüfungen und externer Bearbeitung. Erfassen Sie eine Tätigkeit als eigenen Arbeitsgang, wenn sie eine separate Ressource nutzt, eine relevante Dauer hat oder eine Voraussetzung für die nächste Stufe schafft.

Fehlt eine Prüfung im Arbeitsplan, sieht es so aus, als könne der Auftrag schon vor der Qualitätsfreigabe weiterbearbeitet werden. Fehlt ein Fremdfertigungsarbeitsgang, bleibt die Zeit außerhalb des eigenen Werks unberücksichtigt. Beides kann den Eindruck erwecken, ein Liefertermin sei leichter einzuhalten, als es tatsächlich der Fall ist.

Ordnen Sie detaillierte Arbeitsanweisungen dem jeweiligen Arbeitsgang zu, statt den Arbeitsplan damit unübersichtlich zu machen. Der Arbeitsplan zeigt die Reihenfolge und den Ressourcenbedarf. Die Anweisung erklärt, wie die Arbeit korrekt auszuführen ist.

Freigegebene Alternativen erfassen, nicht nur die übliche Maschine

Klären Sie, welche Arbeitsstationen die Anforderungen des Produkts tatsächlich erfüllen können. Nehmen Sie freigegebene Alternativen auf, damit die Feinplanung sinnvolle Optionen hat, wenn die übliche Maschine belegt ist. Kennzeichnen Sie nicht jede Maschine einer Abteilung als geeignet, nur weil sie einen ähnlichen Prozess ausführt.

Die Alternative muss zu den Abmessungen und Toleranzen des Teils, den benötigten Werkzeugen und den Anforderungen an den Bediener passen. Eine langsamere, freigegebene Maschine kann einen Auftrag mitunter früher fertigstellen, weil sie eher verfügbar ist. Eine freie, aber ungeeignete Maschine hilft dagegen nicht weiter.

Unterscheiden Sie außerdem zwischen der Wahl einer Maschine und der Wahl eines Fertigungsverfahrens. Zwei geeignete Drehmaschinen bedeuten in der Regel einen Dreh-Arbeitsgang, der einer der beiden Maschinen zugewiesen wird, nicht zwei Dreh-Arbeitsgänge. Ein anderes Fertigungsverfahren kann einen anderen freigegebenen Arbeitsplan erfordern, statt lediglich eine weitere Ressource für denselben Schritt.

Für jede Zeit die Bezugsbasis angeben

Trennen Sie die Rüstzeit je Los von der Bearbeitungszeit je Stück. Geben Sie die Einheiten, die Bezugsmenge und alle Prozessschritte mit fester Dauer an. Im Beispiel mit den Wellen wird einmal gerüstet, während die Bearbeitungszeit mit der Anzahl der Wellen steigt.

Andere Prozesse benötigen andere Zeitmodelle. Ein Ofen kann ein Los über eine feste Dauer behandeln; bei einer Fertigungslinie lässt sich die Zeit über die Ausbringungsrate beschreiben. Abkühlen oder Aushärten kann den nächsten Arbeitsgang verzögern, ohne dass während der gesamten Wartezeit ein Bediener benötigt wird.

Rechnen Sie Wartezeiten vor einer Maschine nicht in deren Bearbeitungszeit ein. Sonst führt eine Verzögerung durch die vielen wartenden Aufträge der letzten Woche zu einem überhöhten Kapazitätsbedarf im Plan der nächsten Woche. Weisen Sie auch die Vorbereitungszeit separat aus: Rüstzeitoptimierung setzt an einem anderen Verbesserungspotenzial an als die Beschleunigung des Bearbeitungszyklus.

Abhängigkeiten prüfen und den Arbeitsplan aktuell halten

Halten Sie fest, was vor dem Start jedes Arbeitsgangs abgeschlossen sein muss. Behalten Sie echte technische und qualitätsbedingte Vorgaben bei, hinterfragen Sie aber Gewohnheiten, die fälschlich als Abhängigkeiten gelten. Zwei unabhängige Baugruppen müssen nicht nacheinander gefertigt werden, nur weil üblicherweise dieselbe Person beide herstellt. Der gemeinsam benötigte Bediener ist eine Kapazitätsbeschränkung.

Wenn Teillose weitergegeben werden dürfen, legen Sie die freigegebene Übergabebedingung fest. Gehen Sie nicht davon aus, dass mit dem ersten fertigen Teil die nächste Stufe bereits für das gesamte Los starten kann.

Prüfen Sie abschließend, ob Arbeitsplan, Zeichnung und BOM denselben Revisionsstand des Produkts haben. Legen Sie fest, wer den Arbeitsplan überprüft, wenn sich Konstruktion, Anlagen oder Fertigungsverfahren ändern. Vereinbaren Sie, wie sich eine Revision auf bereits freigegebene Arbeit auswirkt. Verlassen Sie sich nicht darauf, dass eine Änderung am Standardarbeitsplan des Produkts automatisch jeden bestehenden Auftrag korrekt anpasst.

Gehen Sie den fertigen Arbeitsplan anhand eines kürzlich bearbeiteten Auftrags gemeinsam mit einem Bediener und einem Planer durch. Fehlende Schritte, veraltete Zeiten und ungeeignete Alternativen lassen sich zusammen leichter erkennen als allein am Planungsbildschirm.

Mit SkyPlanner vom Arbeitsplan zur laufend aktualisierten Feinplanung

In SkyPlanner bilden die Prozessschritte eines Produkts die Verbindung zwischen Fertigungsverfahren und Feinplanung. Sie legen die Reihenfolge der Arbeitsgänge fest, ordnen die jeweils geeigneten Arbeitsstationen zu und erfassen die zugehörigen Bearbeitungs-, Rüst- und Nachlaufzeiten. Die Zeitberechnung kann auf der Zeit pro Stück, der Stückzahl pro Zeiteinheit oder einer festen Dauer basieren.

Im Wellenbeispiel sind das Sägen, Drehen, Schleifen und Prüfen. Für den Arbeitsgang Drehen stehen beide freigegebenen Drehmaschinen zur Auswahl. Aus dem Zeitmodell des Arbeitsplans und der Auftragsmenge ergibt sich der Arbeitsaufwand, der eingeplant werden muss.

Arcturus, die KI für die Feinplanung in SkyPlanner, plant die Arbeitsgänge anhand der hinterlegten Kapazitäten, Abhängigkeiten und Prioritäten ein. Die Gantt-Ansicht zeigt, wo und wann die Arbeiten eingeplant sind. Sie erkennen, ob der Auftrag in den Plan passt, welche Ressource ihn aufhält und wie sich eine Änderung auf die nachfolgenden Arbeitsgänge auswirkt.

Diese Unterscheidung ist wichtig: Sie geben das Fertigungsverfahren frei und bestimmen, welche Ressourcen dafür eingesetzt werden dürfen. Arcturus berechnet innerhalb dieser Vorgaben den Zeitplan. Es erfindet kein unfreigegebenes Verfahren, nur um einen Liefertermin einzuhalten.

Ihre Prioritäten bestimmen die Berechnung. Wird der Wellenauftrag dringend, ändern Sie seine Priorität und prüfen den neu berechneten Plan, statt seine Arbeitsgänge einzeln in mehreren Warteschlangen zu verschieben. Mit Regeln und Sperren sichern Sie Planungsentscheidungen, die bestehen bleiben sollen. Ist die automatische Neuplanung aktiviert, können relevante Änderungen in der Produktion eine Neuberechnung auslösen. Ihre Regeln und Sperren bleiben dabei wirksam.

Für überlappende Arbeitsgänge bietet SkyPlanner einen Mindestfertigstellungsgrad. Er legt fest, wie weit der vorhergehende Arbeitsgang fortgeschritten sein muss, bevor der nächste beginnen kann. Diese Einstellung setzt eine Nachlaufzeit von null voraus. Verwenden Sie sie nur, wenn der tatsächliche Prozess eine Überlappung zulässt. Eine Wartephase darf nicht entfallen, nur damit der Plan kürzer aussieht.

Die materialabhängige Feinplanung kann auch die Materialverfügbarkeit berücksichtigen, sofern sie aktiviert ist und aktuelle Materialdaten vorliegen. So wird der Arbeitsplan allein nicht als Nachweis dafür gewertet, dass ein Arbeitsgang bereits ausgeführt werden kann.

Besonders deutlich wird der Nutzen in der Werkstattfertigung, wo unterschiedliche Produkte mit unterschiedlichen Arbeitsgangfolgen dieselben Maschinen nutzen. Ihr Prozesswissen bleibt im Arbeitsplan hinterlegt, und Sie behalten die Kontrolle über die Prioritäten. SkyPlanner übernimmt die Feinplanung über alle Aufträge hinweg, die um die verfügbaren Ressourcen konkurrieren. Entdecken Sie die Funktionen von SkyPlanner für die Feinplanung.

Was sich dadurch bei Mamec verändert hat

Mamec, ein finnischer Hersteller von Mischtechnik und Hightech-Produkten in Auftragsfertigung, musste Tausende voneinander abhängige Fertigungsaufträge koordinieren. Vor der Einführung von SkyPlanner priorisierten die Vorgesetzten und der Produktionsleiter die Arbeit anhand der Liefertermine auf ausgedruckten Aufträgen. Die Abhängigkeiten manuell zu verwalten war zu schwierig, und dem Unternehmen fehlte ein verlässlicher Gesamtüberblick über die Produktionsauslastung.

Mamec entschied sich für SkyPlanner, weil sich die Software an eine dynamische Produktion anpassen lässt, und integrierte sie mit Oscar ERP. SkyPlanner übernimmt heute die grundlegende Feinplanung mit begrenzten Kapazitäten. Für jeweils eine Woche festgeschriebene Auftragsfolgen zeigen den Maschinenbedienern, was als Nächstes ansteht. So können sie während längerer Bearbeitungszeiten die kommenden Arbeitsgänge vorbereiten.

Die anspruchsvolle, kundenspezifische Produktentwicklung bei Mamec kann wiederholte Änderungen der Fertigungsfolge erfordern. Mit SkyPlanner lassen sich die Auswirkungen leichter ermitteln. Das hilft dem Team, den Kunden zu sagen, welche Zusagen es machen kann.

Mamec berichtet nach der Einführung von weniger Planungsaufwand, besserer Liefertreue und weniger Stillstandszeiten an den Arbeitsstationen durch eine optimierte Arbeitsfolge. Die Erfahrungen zeigen, welchen Nutzen es hat, die Arbeitspläne aufeinander abzustimmen, statt jeden Fertigungsauftrag als separate Liste von Arbeitsschritten zu betrachten.

Lesen Sie den Erfahrungsbericht von Mamec zu SkyPlanner.

Prozesswissen bewahren. Auftragsreihenfolgen nicht mehr ständig neu planen.

Möglicherweise sind in Ihrem ERP bereits brauchbare Arbeitspläne hinterlegt. Sie müssen es nicht ersetzen, um Ihre Feinplanung zu verbessern. SkyPlanner lässt sich über seine offene REST API mit jedem ERP oder MES integrieren und verbindet so vorhandene Auftrags- und Produktionsdaten mit KI-gestützter Feinplanung.

Beginnen Sie mit einem repräsentativen Arbeitsplan, den dafür freigegebenen Maschinenalternativen und der Ressource, die den Auftrag am häufigsten aufhält. SkyPlanner kann zeigen, wie sich diese Arbeitsgänge zusammen mit Ihren übrigen Aufträgen einplanen lassen. Damit erhalten Sie eine klarere Grundlage für Prioritäten und Lieferzusagen.

Buchen Sie eine SkyPlanner-Demo, um diesen Arbeitsplan und ein aktuelles Planungsproblem zu besprechen. Wenn Sie die Planung lieber zuerst selbst erkunden möchten, testen Sie SkyPlanner mit Demodaten.