Planung mit begrenzter Kapazität: So erstellen Sie einen realistischen Plan

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Die Planung mit begrenzter Kapazität (FCS) ordnet Arbeitsgänge zu bestimmten Zeitpunkten verfügbaren Ressourcen zu. Sie berücksichtigt Maschinenkapazität, Schichten, qualifiziertes Personal und Werkzeuge sowie die Materialverfügbarkeit und die Reihenfolge der Arbeitsgänge. Das Ergebnis ist ein Zeitplan, der zeigt, wann jeder Arbeitsgang tatsächlich beginnen und enden kann.

Für einen Produktionsplaner ist die entscheidende Frage einfach: Passt dieser Auftrag neben die bereits zugesagte Arbeit? Ein Plan mit begrenzter Kapazität zeigt den Konflikt und seine Auswirkungen auf die Fertigstellungstermine. Anschließend können Sie entscheiden, welche Zusage geändert werden soll oder wo zusätzliche Kapazität hilft.

Planung mit begrenzter Kapazität vs. unbegrenzte Planung

Eine unbegrenzte Planung legt Arbeit anhand gewünschter Termine oder Annahmen zur Durchlaufzeit ein und lässt zu, dass die berechnete Belastung die verfügbare Ressourcenkapazität übersteigt. Ein Plan mit begrenzter Kapazität ordnet Arbeit innerhalb der für jede Ressource modellierten Kapazität zu. Ist diese Kapazität belegt, benötigt ein anderer Arbeitsgang ein späteres Zeitfenster oder eine geeignete alternative Ressource.

Planungsfrage	Unbegrenzte Planung	Planung mit begrenzter Kapazität
Können zwei Arbeitsgänge dieselbe Maschine gleichzeitig nutzen?	Berechnete Termine können sich überschneiden und eine Überlastung sichtbar machen, die der Planer lösen muss.	Arbeitsgänge belegen getrennte verfügbare Zeitfenster.
Was geschieht, wenn die Schicht ausgelastet ist?	Die Belastung kann die verfügbaren Stunden der Schicht übersteigen.	Die verbleibende Arbeit wird in ein anderes verfügbares Zeitfenster verschoben.
Wo entsteht eine Warteschlange?	Der Shopfloor kann Arbeit auffangen, die auf Basis optimistischer Termine freigegeben wurde.	Wartezeit entsteht zwischen geplanten Arbeitsgängen.
Wie wird ein Liefertermin bewertet?	Eine Durchlaufzeitberechnung liefert einen Zieltermin.	Der Zeitplan der Arbeitsgänge liefert einen kapazitätsbasierten Fertigstellungstermin.
Was ändert sich nach einem Ausfall?	Der Planer stimmt die bestehenden Termine mit der verlorenen Kapazität ab.	Die Aktualisierung des Ressourcenkalenders zeigt, welche Arbeit verschoben werden muss.

MRP berechnet den Materialbedarf aus Nachfrage, Stücklisten und Bestandsinformationen. Die Feinplanung der Arbeitsgänge bestimmt, wann Ressourcen die Arbeit ausführen können. Diese Funktionen können innerhalb eines ERP oder über angebundene Feinplanungssoftware zusammenarbeiten; ERP-Systeme können auch Funktionen für die Planung mit begrenzter Kapazität enthalten.

Der praktische Vorteil besteht darin, einen Konflikt früher zu erkennen. Fällt bei einer Maschine die Nachmittagsschicht aus, kann der Planer sehen, welche Arbeitsgänge und Lieferzusagen betroffen sind, bevor die nächsten Arbeitsgänge freigegeben werden.

Rechenbeispiel: zwei Maschinen und ein gemeinsamer Bediener

Ein Bericht über die Maschinenbelastung kann unauffällig wirken, obwohl der Plan nicht umsetzbar ist. Das folgende Arbeitsblatt zur Machbarkeit mit einem gemeinsamen Bediener macht diese verborgene Einschränkung sichtbar.

Dieses illustrative Beispiel umfasst zwei Tage mit jeweils acht Nettoarbeitsstunden von 08:00 bis 16:00. Die Materialien stehen zu Beginn von Tag 1 bereit, und die Arbeitsgänge haben keine Abhängigkeiten. Die Dauer umfasst die jeweils relevante Rüstzeit. Jeder Arbeitsgang benötigt Bediener O während seiner gesamten Laufzeit. Arbeitsgang B kann über Nacht unterbrochen und ohne zusätzliches Rüsten fortgesetzt werden. Die gewählte Prioritätenfolge lautet A, C, dann B.

Arbeitsgang	Maschine	Dauer	Gemeinsam genutzte Ressource	Zieltermin
A	M1	3 Stunden	Bediener O	Tag 1, 12:00
B	M1	3 Stunden	Bediener O	Tag 1, 16:00
C	M2	4 Stunden	Bediener O	Tag 1, 16:00

M1 hat sechs Stunden Arbeit in einer Acht-Stunden-Schicht. M2 hat vier. Beide Maschinen haben freie Zeit. Bediener O hat jedoch zehn Stunden Arbeit und acht verfügbare Stunden: 125 % Auslastung bei einem Kapazitätsdefizit von zwei Stunden.

Ein Plan, der nur Maschinen berücksichtigt, könnte A auf M1 von 08:00 bis 11:00 und C auf M2 von 08:00 bis 12:00 ausführen. Das erfordert O für drei Stunden an zwei Orten zugleich. Unter Berücksichtigung der Bedienerbeschränkung ergibt sich dieser umsetzbare Zeitplan:

Arbeitsgang	Geplante Zeit	Belegte Ressourcen	Fertigstellung
A	Tag 1, 08:00–11:00	M1 und O	Erfüllt den Zieltermin.
C	Tag 1, 11:00–15:00	M2 und O	Erfüllt den Zieltermin.
B	Tag 1, 15:00–16:00; Tag 2, 08:00–10:00	M1 und O	Wird in der nächsten Schicht fertig.

B überträgt zwei Arbeitsstunden auf Tag 2. Die Fertigstellung verschiebt sich vom Zieltermin an Tag 1 um 16:00 auf Tag 2 um 10:00. Die Unterbrechung über Nacht ist wichtig, wenn der geänderte Termin einem Kunden mitgeteilt wird.

Wenden Sie das Arbeitsblatt auf Ihre eigenen Arbeitsgänge an

Erstellen Sie für jeden Arbeitsgang eine Zeile mit den benötigten Ressourcen, Bearbeitungszeit, Rüstzeit, Materialbereitstellungszeit, Vorgänger und angestrebtem Fertigstellungstermin. Eine erste Berechnung der Arbeitslast lautet:

Arbeitslast = Rüstzeit + Menge × Zykluszeit

Verwenden Sie einheitliche Zeiteinheiten. Bei 30 Teilen mit je vier Minuten und einer Rüstzeit von 20 Minuten beträgt die Maschinenarbeitslast 140 Minuten. Erfassen Sie die Belegung durch Bediener separat: Ein unbeaufsichtigter Maschinenzyklus benötigt Arbeitskraft möglicherweise nur beim Rüsten und Entladen.

Addieren Sie die Arbeitslast für jede Ressource, vergleichen Sie sie mit der verfügbaren Kalenderzeit und platzieren Sie die Arbeitsgänge anschließend auf einer Zeitachse. Jeder Arbeitsgang benötigt alle erforderlichen Ressourcen gleichzeitig, nach seiner Materialbereitstellungszeit und seinen Vorgängern. Vergleichen Sie abschließend die geplante Fertigstellung mit dem Zieltermin. Die Gesamtstunden zeigen einen Kapazitätsmangel, die Zeitachse zeigt Konflikte bei gleichzeitig benötigten Ressourcen und Wartezeiten.

Die Daten, die ein Plan mit begrenzter Kapazität benötigt

Beginnen Sie mit einem Produktionsfluss und seinem wichtigsten Engpass. Bestimmt ein gemeinsam genutztes Bearbeitungszentrum die Lieferleistung, modellieren Sie dessen Kalender, die zuführenden Arbeitsgänge und die Ressourcen, die diese Arbeitsgänge benötigen. Erweitern Sie das Modell, während Sie es anhand der tatsächlichen Arbeit validieren.

Eingabe	Was zu erfassen ist	Auswirkung eines ungenauen Werts
Aufträge und Prioritäten	Menge, Zieltermin und relative Dringlichkeit	Verfügbare Zeitfenster werden den falschen Zusagen zugeordnet.
Reihenfolge der Arbeitsgänge	Vorgänger, Übergabeanforderungen und geeignete Maschinen	Ein nachgelagerter Schritt beginnt zu früh oder nutzt eine ungeeignete Maschine.
Bearbeitungs- und Rüstzeiten	Laufzeit, berücksichtigte Rüstzeit und relevante Umrüstvorgänge	Eingeplante Arbeit beansprucht zu wenig oder zu viel Kapazität.
Ressourcenkalender	Schichten, Pausen, Wartung und Abwesenheiten	Arbeit wird in nicht verfügbare Zeit eingeplant.
Qualifikationen und Werkzeuge	Für jeden Arbeitsgang erforderliches qualifiziertes Personal und gemeinsam genutzte Werkzeuge	Ein Maschinenzeitfenster scheint nutzbar, während eine andere erforderliche Ressource belegt ist.
Materialverfügbarkeit	Verfügbarkeitszeitpunkt der erforderlichen Komponenten	Ein Arbeitsgang erhält ein Zeitfenster, bevor die Materialien eintreffen.
Rückmeldungen aus der Ausführung	Fertiggestellte Menge, tatsächlicher Fortschritt und Restarbeit	Abgeschlossene Arbeit bleibt eingeplant oder nicht abgeschlossene Arbeit verliert ihre Kapazitätszuordnung.

Modellieren Sie Maschinen- und Arbeitszeit entsprechend dem Prozess. Bei einem beaufsichtigten Montagearbeitsgang können sie identisch sein. In der automatisierten Bearbeitung können sie erheblich voneinander abweichen. Dieser Unterschied kann darüber entscheiden, ob der vermeintliche Engpass bei der Ausrüstung oder beim Personal liegt.

So erstellen und aktualisieren Sie einen Plan mit begrenzter Kapazität

1. Planungsumfang festlegen. Wählen Sie die Aufträge, Arbeitsgänge und den Zeitraum aus, die Sie einplanen müssen. Berücksichtigen Sie bestehende Zusagen, die diese Ressourcen bereits belegen.

2. Verfügbarkeitskalender festlegen. Erfassen Sie Arbeitszeiten und geplante Ausfallzeiten für Maschinen und gemeinsam genutzte Ressourcen. Verwenden Sie Nettoverfügbarkeitszeiten durchgängig in Abstimmung mit den Arbeitsgangdauern.

3. Arbeitsgänge und Materialien verknüpfen. Bestätigen Sie die Reihenfolge, die Eignung der Ressourcen und die frühesten Zeitpunkte der Materialverfügbarkeit. Prüfen Sie zuerst die Eingaben für den Engpass.

4. Prioritäten festlegen. Entscheiden Sie, welche Zusagen Vorrang haben, wenn sie um Kapazität konkurrieren. Behalten Sie bereits freigegebene oder fixierte Arbeit bei, sofern Ihr Betriebsablauf dies erfordert.

5. Arbeitsgänge einplanen und prüfen. Prüfen Sie überlastete Ressourcen, Wartezeiten und Fertigstellungstermine. Verfolgen Sie einen verspäteten Auftrag durch seine Arbeitsgänge, um den Engpass zu ermitteln, der ihn verschoben hat.

6. Mit Ausführungsdaten aktualisieren. Erfassen Sie Fortschritt, überarbeitete Dauern und geänderte Verfügbarkeit. Berechnen Sie betroffene Arbeit neu und kommunizieren Sie aktualisierte Zusagen.

Die Vorwärtsterminierung beginnt mit dem frühesten verfügbaren Start und ermittelt einen Fertigstellungstermin. Sie hilft bei der Beantwortung der Frage, wann ein neuer Auftrag fertig sein kann. Die Rückwärtsterminierung beginnt mit einem erforderlichen Fertigstellungstermin und arbeitet sich zu früheren Arbeitsgängen zurück. Sie hilft, den spätestmöglichen umsetzbaren Start zu ermitteln. Beide Ansätze erfordern die Prüfung der Ressourcenverfügbarkeit. Eine Rückwärtsberechnung kann zeigen, dass ein Ziel erfordert, die Arbeit zu beginnen, bevor die Materialien verfügbar sind.

Wenn Kapazität fehlt, testen Sie eine konkrete Entscheidung

Kehren Sie zum Beispiel mit dem gemeinsam genutzten Bediener zurück. Am Tag 1 ist ein zweiter qualifizierter Bediener nur von 13:00 bis 15:00 verfügbar. Lassen Sie A bei 08:00–11:00 und C bei 11:00–15:00. Führen Sie B auf M1 von 13:00 bis 16:00 aus: Der zusätzliche Bediener übernimmt 13:00–15:00, danach übernimmt O für die letzte Stunde. Alle drei Arbeitsgänge erreichen nun ihre Zielvorgaben.

Die Entscheidung besteht aus zwei zusätzlichen qualifizierten Arbeitsstunden in einem bestimmten Zeitfenster. Zusätzliche Maschinenzeit würde den ursprünglichen Personalkonflikt nicht lösen.

Weitere Optionen sind eine geeignete alternative Maschine, eine geänderte Reihenfolge, ein geteiltes Los oder eine geänderte Lieferzusage. Prüfen Sie jede Option anhand der Ressourcen, die sie tatsächlich verändert. Das Aufteilen eines Loses kann zusätzliche Rüstarbeit verursachen; das Verlegen eines Arbeitsgangs kann andere Werkzeuge erfordern. Halten Sie vor der Genehmigung der Änderung den neuen Fertigstellungstermin und jede zusätzliche Arbeitsbelastung fest.

Software für Planung mit begrenzter Kapazität testen

Nehmen Sie eine kleine, repräsentative Auswahl an Aufträgen, einen Arbeitsplan und Ressourcenkalender zu einer Softwarebewertung mit. Lassen Sie sich den Zeitplan der Arbeitsgänge und den Grund für die Verschiebung eines Arbeitsgangs zeigen.

Test	Was ein nützliches Ergebnis zeigt
Zwei Arbeitsgänge einplanen, die eine gemeinsam genutzte Ressource benötigen	Getrennte Ressourcenreservierungen und die daraus resultierenden Fertigstellungszeiten.
Die Verfügbarkeit eines benötigten Materials verzögern	Der betroffene Arbeitsgang wird hinter den neuen Verfügbarkeitszeitpunkt verschoben, und die nachgelagerten Auswirkungen sind sichtbar.
Eine Schicht streichen oder eine Abwesenheit erfassen	Der Kapazitätsverlust verändert die betroffene Arbeit und die Lieferprognose.
Einen dringenden Auftrag hinzufügen	Die vom Planer gewählten Prioritäten bestimmen die überarbeitete Reihenfolge.
Einen fixierten Arbeitsgang beibehalten	Der überarbeitete Plan berücksichtigt die Zusage und verschiebt geeignete Arbeit darum herum.
Zusätzliche Kapazität vergleichen	Die gezielt hinzugefügte Ressource verändert die relevanten Fertigstellungstermine.

Wiederholen Sie die Tests mit dem Personaleinsatzmuster Ihrer Fertigung. Ein Modell, das vollständig beaufsichtigte Arbeit abbildet, sollte auch Anforderungen an Personal berücksichtigen, das nur fürs Rüsten benötigt wird, oder an gemeinsam genutzte Werkzeuge, sofern diese zutreffen. Prüfen Sie einen Auftrag über seinen vollständigen Arbeitsplan hinweg, einschließlich Wartezeiten zwischen Arbeitsstationen.

Setzen Sie die Methode mit SkyPlanner ein

SkyPlanner APS ist eine Advanced Planning and Scheduling-Software für diskrete Fertiger. Arcturus AI plant Arbeitsgänge auf Arbeitsstationen ein und berücksichtigt dabei Materialverfügbarkeit, Schichten, Prioritäten und Liefertermine. Die interaktive Gantt-Zeitleiste zeigt den Plan, und die automatische Neuplanung hilft, Änderungen in der Produktion zu berücksichtigen.

Entdecken Sie die KI-gestützte Produktionsplanungssoftware von SkyPlanner und erfahren Sie, wie diese Eingaben zu einem Produktionszeitplan werden. SkyPlanner lässt sich über seine offene REST API in jedes ERP- oder MES-System integrieren und verbindet den Planungsablauf mit Ihren bestehenden Systemen.

Starten Sie Ihre kostenlose 30-Tage-Testversion mit Demodaten oder dem KI-gestützten Getting Started-Pfad in SkyPlanner Assistant. Nutzen Sie die obigen Bewertungsfragen, um Ihr nächstes Gespräch auf die Engpässe zu konzentrieren, die die Liefertermine Ihrer Fertigung bestimmen.

Häufig gestellte Fragen

Ist Planung mit begrenzter Kapazität dasselbe wie Kapazitätsplanung?

Die Kapazitätsplanung bewertet, ob die verfügbaren Ressourcen den erwarteten Bedarf über einen Zeitraum decken können. Die Feinplanung ordnet einzelne Arbeitsgänge Zeiten und Ressourcen zu. Eine wöchentliche Kapazitätsbilanz kann akzeptabel aussehen, obwohl am Dienstagmorgen ein Werkzeug für zwei Arbeitsgänge benötigt wird. Nutzen Sie das Arbeitsblatt, um diese Überschneidung zu untersuchen.

Erzeugt die Planung mit begrenzter Kapazität immer den optimalen Plan?

Ein umsetzbarer Zeitplan ist der Ausgangspunkt für die Optimierung. Mehrere umsetzbare Reihenfolgen können zu unterschiedlicher Lieferleistung und unterschiedlichen Rüstzeitensummen führen. Wählen Sie das Ziel, das Sie verbessern möchten, und vergleichen Sie dann die Ergebnisse unter Beibehaltung derselben Ressourcenbeschränkungen.

Kann ich Planung mit begrenzter Kapazität in Excel verwenden?

Excel kann eine kleine Warteschlange mit einfachen Ressourcenkalendern abbilden. Es eignet sich, um das Arbeitsblatt mit Ihren eigenen Dauern auszuprobieren. Ziehen Sie Planungssoftware in Betracht, wenn die Pflege von Arbeitsgangabhängigkeiten, gemeinsam genutzten Ressourcen und wiederholten Änderungen erheblichen manuellen Aufwand verursacht.

Was geschieht, wenn ein Auftrag nicht vor seinem Fälligkeitstermin eingeplant werden kann?

Ermitteln Sie die Ressource, die die Verzögerung verursacht, und testen Sie eine konkrete Änderung. Zusätzliches Personal hilft beispielsweise nur, wenn die Person qualifiziert und während des kollidierenden Arbeitsgangs verfügbar ist. Bestätigen Sie die überarbeitete Fertigstellungszeit, bevor Sie eine neue Lieferzusage machen.

Wie funktioniert die Planung mit begrenzter Kapazität mit einem ERP oder MES?

Ein ERP kann Aufträge und Stammdaten der Produktion bereitstellen, während ein MES Rückmeldungen aus der Ausführung liefern kann. Die Feinplanung nutzt diese Eingaben, um den Zeitplan der Arbeitsgänge zu aktualisieren. Legen Sie für ein Integrationsprojekt fest, welches System jede Eingabe liefert und wie abgeschlossene oder geänderte Arbeit in den Planungsablauf zurückgeführt wird.