Nahtlose „operative“ Supply-Chain-Planung für die gesamte Wertschöpfungskette

Eine Supply-Chain ist ein interorganisatorisches Netzwerk von mehreren Unternehmen, das unterschiedliche Bereiche wie Verkauf, Auftragsabwicklung, Einkauf, Lieferanten, Produktionsstätten und Logistik umfasst. All diese Bereiche und deren Prozesse in den Unternehmen sollten so effizient und wirtschaftlich wie möglich funktionieren. Wenn jedoch eine dieser „Organisationen“ z.B. falsche Entscheidungen über Produktions- oder Lagerbestandsmengen trifft, würde dies schnell zu einem Chaos mit sowohl übermäßigen Lagerbeständen als auch Fehlteilen führen. Die Fähigkeit von Produktionsunternehmen, schnell auf sich ändernde Marktanforderungen zu reagieren, würde darunter leiden und Geschäfts-/ Gewinnchancen würden verpasst.

SCM (Supply-Chain-Management) als Managementsystem wurde entwickelt, um die Produktivität und Kosten aller Organisationen entlang der Supply-Chain zu optimieren, indem die Planungsprozesse für Vertrieb, Bestände, Rohmaterialbeschaffung, Produktion und Distribution nahtlos miteinander verknüpft werden.

Die Software für Supply-Chain-Planning (SCP) hat zwei Kernfunktionen: zum einen die Unterstützung des Managements bei der strategischen Planung und zum anderen die tägliche operative Planung entlang der gesamten Lieferkette.

1. Funktion der Management-Unterstützung
   
   Dies ist eine Prognosefunktion, die das Management bei taktischen Entscheidungen für die mittel- und langfristige Planung unterstützt, z.B. um Produktionskapazitäten, Fertigwarenbestände und Rohmaterialbestände vor Nachfrageschwankungen zu schützen.
   Software für Demand-Planning und Sales-Planning ist heute auf dem Markt weit verbreitet und wird von den meisten großen Produktionsunternehmen, insbesondere Serienfertiger, genutzt. Sie ermitteln im Wesentlichen eine Trend-Prognose, die auf Erfahrungen der Vergangenheit und Annahmen basiert. Es ist relativ einfach, eine solche Software mit Excel Add-On-Programmen zu entwickeln, wobei eine Methode zur numerischen Parametrisierung der früheren Werte von Nachfragefaktoren und Verkaufsfaktoren in jeder Branche verwendet wird. Als strategisches Planungsinstrument ist es ausreichend, hat aber wenig mit der täglichen operativen Planung der Supply-Chain zu tun.

2. Tägliche operative Planung (Operative Supply Chain PlanningEin Planer muss täglich unter Umständen Tausende von Aufträgen bearbeiten und einen optimalen operativen Plan (Produktionsplan, Rohmaterial-Bestandsplan, Fertigprodukt-Bestandsplan, Einkaufsplan, Transportplan, …) erstellen, der unternehmensweit ausgeführt werden kann, d.h. dieser Plan muss für das gesamte Supply-Chain-Netzwerk anwendbar sein. Er muss täglich alle Verkaufs- und Prognoseaufträge für einen Planungszeitraum von 8 Wochen bis 36 Monaten (je nach Branche) simulieren können.

Ein optimales Supply-Chain-Planungssystem sollte täglich folgende rollierende Pläne erstellen, um Durchlaufzeiten, Lieferzeiten, Bestände, Herstellungskosten und Logistikkosten zu optimieren:

• Liefertermine (kurz-, mittel-, langfristig)
• Bestandsplan für Rohmaterial (mittel-, langfristig)
• Bestandsplan für Fertigprodukte mehrerer Distributionszentren (mittel-, langfristig)
• Rohmaterialbeschaffungsplan nach Lieferanten (kurz-, mittel-, langfristig)
• Kapazitätsplan für mehrere Werke (mittel-, langfristig)
• Zuordnung von Fertigungsaufträgen zu mehreren Werken (kurz-, mittelfristig)
• Reihenfolgeproduktionsplan für jede Ressource in jeder Fabrik (kurzfristig: 2-8 Wochen)
• Transportplan für Fertigprodukte (kurz-, mittelfristig)

Die Wertschöpfungseffektivität der täglichen operativen Supply-Chain-Planung setzt voraus, dass alle Teams/Bereiche der Organisation auf die Strategien und Ziele des Unternehmens ausgerichtet sind und sich bemühen, folgende Anforderungen zu erfüllen:

• Berechnung der kürzesten Lieferzeit für alle Aufträge
• Strikte Einhaltung von Lieferterminzusagen gegenüber Kunden
• Überwachung und Optimierung von Rohmaterialbeständen und Initiativen zur Reduzierung von Bestandskosten
• Vermeidung von Fehlteilen oder Bestandsunterdeckung
• Optimierung der Bestandsmengen an Fertigprodukten und somit der Bestandskosten
• Nivellierung der Auslastung einer jeden Fabrik
• Synchronisierung aller Prozesse in jeder Fabrik, um kürzest mögliche Produktionsdurchlaufzeiten zu gewährleisten
• Erhöhung der Produktivität der Produktionsressourcen in allen Fabriken
• Optimierung der Produktionskosten
• Optimierung der gesamten Logistikkosten
• Schnelle Reaktion auf Eilaufträge und unerwartete Ereignisse
• Erstellung eines einheitlichen, konsolidierten Execution Plans, der alle Operationen/Tätigkeiten der verschiedenen Abteilungen synchronisiert und die Mitarbeiterproduktivität erhöht

Das SCP-System hat eine essenzielle Funktion in einem Unternehmen und trägt maßgeblich zur Kundenzufriedenheit bei, indem es kurze Lieferzeiten und konsistente Liefer-Performance gewährleistet. Ferner können durch die operative Supply-Chain-Planung die Ressourcenproduktivität erhöht, Logistik- / Produktionskosten optimiert und der Cashflow verbessert werden.

Jeder Plan zur Unterstützung von Managemententscheidungen für mittel-/langfristige Strategien, egal wie gut er auch sein mag, ist immer noch nur ein theoretischer Plan. Auf der anderen Seite repräsentiert die operative SCP die praktische, funktionale, tägliche Planung, die eine große vernetzte Organisation leitet, und muss daher auch ausführbar, machbar und realistisch sein. Alle Regeln und Restriktionen in Bezug auf Produkte, Kunden, Lieferanten, Rohmaterialien, Lagerbestände, Produktionsstandorte, Prozesse und Ressourcen müssen in der Software vollständig berücksichtigt werden. Dies ist natürlich eine äußerst komplexe Aufgabe, und 100 % der oben aufgeführten Funktionen sowie sämtliche Restriktionen müssen bei der Entwicklung eines leistungsstarken SCP-Systems berücksichtigt werden. Zum Beispiel:

• Rohmaterial:
  • aktueller Bestand und Schwankungen
  • Wiederbeschaffungszeit
  • Lieferfähigkeit seitens der Lieferanten
  • lieferantenspezifische Geschäftsbedingungen, Lieferung, Transport, Preise, Mengen
  • Lieferregeln und -pläne für jeden Lieferanten
  • alternative Rohstoffe mit Auswahlregeln, Kosten
  • alternative Lieferanten mit Auswahlregeln, Kosten
  • Haltbarkeit des Produkts
• Kunden:
  • Kundenspezifische Geschäftsbedingungen, Lieferregeln, Versandregeln
  • Kundenprioritäten
  • primäre Produktionsstätten (Werke) / alternative Werke
  • primäres Distributionszentrum
• Produktion:
  • Regeln gemäß Stücklisten und Arbeitsplänen
  • Parallele, zusammenlaufende, sich verzweigende Prozesse
  • Kalender und Schichtplan für alle Produktionsressourcen
  • Produktionsressourcenauslastung und -verfügbarkeit
  • Produktionsfähigkeiten und Produktionszeiten für Produktionsressourcen
  • Rüstzeitmatrix für alle Ressourcen
  • Regeln zur Reduzierung der Rüstzeit
  • alternative Fabriken und Auswahlprioritäten
  • alternative Produktionsressourcen und Auswahlprioritäten
  • Wartezeit zwischen Prozessen
  • Ausbeute und Ausschussrate je Produkt und je Ressource
  • Planung der Ressourcenwartung
  • Auswärtsfertiger und deren Kapazitäten
  • Lieferregeln der einzelnen Auswärtsfertiger
• Logistik:
  • maximale Lagerkapazitäten in Logistikzentren
  • tägliche Schwankungen des Fertigwarenbestands in jedem Logistikzentrum
  • Umschlagskapazität des Logistikzentrums
  • Logistikrouten und -zeiten für jede Transportressource
  • Ladekapazität der Transportmittel (Abmessungen, Gewicht, Volumen)
  • Laderegeln für Transportressourcen
  • Kosten für jede Transportressource
  • Transportzeiten und -entfernungen – für die verschiedenen Arten von Transportressourcen
  • Abfahrtszeitplan für Transportmittel

Obwohl die Anzahl der Restriktionsparameter, die für die Lieferkette eines einzelnen Unternehmens festgelegt werden müssen, sehr groß sein kann, ist es bei der SC-Planung unbedingt erforderlich, dass alle diese Restriktionen mit Finitkapazitäten und Fähigkeiten berücksichtigt und berechnet werden.

Die Meinungen darüber, ob alle Restriktionen bis ins kleinste Detail bei SC-Berechnungen berücksichtigt werden müssen, sind immer noch geteilt, und ich habe oft gehört, dass Softwareanbieter unqualifizierte Kommentare abgeben, wie z.B.:

1. Die Rüstzeit des Geräts macht nur etwa 3 % der Gesamtzeit aus, sodass sie nicht berücksichtigt werden muss.
2. Die Wartezeit zwischen den Prozessen muss nicht berücksichtigt werden.
3. Die Ausschussrate beträgt nur 1 % und muss daher nicht berücksichtigt werden.
4. Die ausgelagerte Produktion macht nur 3 % der Gesamtproduktion aus. Daher müssen die Lieferzeiten und -regeln der Zulieferbetriebe nicht berücksichtigt werden.
5. Im Produktionsplan muss nur die Verfügbarkeit der Hauptressourcen berücksichtigt werden, nicht die der Subressourcen.

Obwohl eine einzelne Einschränkung möglicherweise nur 1 % aller geplanten Aufträge oder Ressourcen ausmacht, folgt daraus nicht zwangsläufig, dass das gesamte Planungsergebnis nur einen Fehler von 1 % enthält. Ein Fehler wirkt sich dynamisch auf alle anderen Aufträge aus. Wenn Sie dies ignorieren und nur einige Fehler aus der obigen Liste tolerieren, wird das Planungsergebnis nach und nach unrealistischer.

Das Folgende veranschaulicht meinen Standpunkt. In diesem Fall wurden die Subressourcen als überflüssig für die Gesamtplanung angesehen. Ein großer europäischer Hersteller von Aluminiumfensterrahmen verfügt über sieben Fabriken und 40 Logistikzentren in ganz Europa. Die Hauptfabrik hat fünf Extruder. Die Extrusionsprozesse erfordern eine Vielzahl von Formen (Subressourcen) und jede Fabrik verwendet 9.000 Formen unterschiedlicher Form und Größe. Jede dieser Extrusionsformen kann mehreren Extrudern zugewiesen werden und die Produktionsprozesszeit variiert je nach Kombination der Hauptressourcen (Extruder) und Subressourcen (Formen) um ± 20 %. Man würde annehmen, dass der Planungsfehler pro Fertigungsauftrag ± 20 % wäre, wenn das Unternehmen seinen Lieferkettenplan ohne Berücksichtigung der Verfügbarkeit von Formen erstellen würde. Der kumulative Effekt war jedoch Tausende von Fehlern in den Fertigungsaufträgen, das Planungsergebnis wurde immer weniger realistisch und schließlich unbrauchbar. Die Liefertreue des Herstellers litt darunter, die Prozesse waren nicht synchron, ferner ergab das hohe Bestände an Halbfabrikaten aufgrund von Stagnationszeiten und einen riesigen Fertigwarenbestand. Schließlich war es unmöglich, die Situation zu bewältigen, und sie mussten nach einer besseren SCP-Lösung suchen.

In der Supply-Chain- oder Produktionsplanung kann es keine Kompromisse oder Grauzonen geben. Planungsergebnisse sind entweder zu 100 % richtig oder falsch und ungenau.

*) Die Planung in Stunden- oder Minutenzeiteinheiten hat erhebliche Auswirkungen auf die Planungsergebnisse, insbesondere auf die Produktionsdurchlaufzeit und den Lagerbestand.

• Wenn die Planungseinheit einen Tag umfasst, ist die Planung für ein Produktionsziel von einer Woche genau.
• Um die Planungsgenauigkeit für Tagesziele zu erreichen, sollte die Planung in stündlichen Zeiteinheiten berechnet werden.
• Für die stündliche Planungsgenauigkeit muss der Plan in Minutenzeiteinheiten berechnet werden.
• Für eine Genauigkeit auf Minutenebene muss der Plan in einer Zeiteinheit von Sekunden berechnet werden!

Einige Unternehmen planen ihre Bestände und Produktion immer im Wochenrhythmus. Dies führt jedoch zu übermäßig hohen Lagerbeständen und überhöhten Produktionsdurchlaufzeiten im Vergleich zur Planung im Stundenrhythmus.

Wie bereits erwähnt, spielt die Supply-Chain-Planung eine entscheidende Rolle bei der täglichen Planung aller Kundenaufträge, Produktionsaufträge, Bestandsmanagement, Personaleinsatz und in der Tat aller an der Lieferkette beteiligten Ressourcen. Obwohl wir uns inzwischen im 21. Jahrhundert befinden, planen viele Unternehmen immer noch mit veralteten Methoden aus dem 20. Jahrhundert und verlassen sich im Wesentlichen auf die praktische Erfahrung und das Urteilsvermögen ihres Planers.

Produktionsunternehmen setzen nun auf die futuristischen Produktionsmethoden, die Industrie 4.0 und KI-Technologie versprechen. Aber warum gibt es noch keine ausreichende Softwareunterstützung für die Planung der Supply-Chain? Warum greifen Produktionsunternehmen im Zeitalter des IoT immer noch auf manuelle Planung zurück? Die Antwort liegt auf der Hand. Es gibt heute einfach keine Software für operative SCP auf dem Markt, die die oben genannten Anforderungen angemessen erfüllen kann, um machbare und realistische Planungsergebnisse zu erzielen.

Nachstehend finden Sie eine Liste der wichtigsten Funktionen, die ein orchestriertes End-to-End-Planungssystem enthalten sollte:

Das Design und die Entwicklung von SCP- und APS-Software sind eine gewaltige Aufgabe, insbesondere wenn erwartet wird, dass die Planungsergebnisse zu 100 % machbar und realistisch sind. Alle Regeln und Restriktionen in der gesamten Lieferkette müssen präzise in der Software abgebildet werden. Dies ist eine Herausforderung, die die meisten SCP-/APS-Softwareunternehmen bisher nicht zufriedenstellend lösen konnten.

Wenn Sie ferner die Notwendigkeit berücksichtigen, ein orchestrierendes End-to-End-Supply-Chain-Planungssystem zu programmieren – mit Parametern, die speziell auf jeden neuen Anwender und jede Branche zugeschnitten sind – dann können Sie verstehen, warum sich die meisten Anbieter von SCP-Planungssystemen für generische Add-Ons entschieden haben.

Asprova ist ein japanisches Softwareunternehmen, das seit mehr als 25 Jahren Vorreiter bei der Entwicklung von SCP- und APS-Systemen ist. Die meisten ihrer Kunden in Japan praktizierten bereits ein hohes Niveau der Lean-Produktion und suchten nach einer Software, die die Effizienz ihrer Lean-Supply-Chain-Management-Systeme ergänzt. In einem starken Wettbewerbsumfeld konnten sie sich keine Kompromisse bei der realistischen und effektiven Planung leisten.

Die Ingenieure und Softwareentwickler von Asprova waren sich der hohen Erwartungen dieser Kunden bewusst und waren auch mit den Prinzipien der Lean-Produktion vertraut. Sie wollten eine Antwort entwickeln, die speziell auf die Schwierigkeiten und Herausforderungen bei der Produktionsplanung zugeschnitten ist. Es ist ihnen so gelungen, dass sie nun eine der umfassendsten und effektivsten Lösungen für die Supply-Chain-Planung anbieten können.

• Die Implementierung erfolgt ohne Programmierung. Asprova verfügt über Tausende von Standardparametern, die miteinander verknüpft und logisch konsistent sind, was bedeutet, dass das System außergewöhnlich stabil und genau ist.
• Kunden können die Einlastungsregeln für einzelne Aufträge nach Artikel, Kunde, Prozess, Fabrik, Produktionsressourcen, Logistikzentrum, Transportressourcen usw. anpassen. Diese sind kundenspezifisch, können jedoch in Asprova problemlos angepasst werden.
• Asprova optimiert das Planungsergebnis mithilfe eines schrittweisen Planungssystems. Für jeden Lauf wird ein Zielbereich optimiert und nach mehreren Läufen wird das beste Planungsergebnis ausgegeben. Asprova wurde mit Unterstützung von Lean-Praktikern entwickelt und beinhaltet das Wissen aus zahlreichen Branchen.
• Asprova ist ein regelbasiertes White-Box-SCP-Softwaresystem. Alle Einstellungen sind logisch konsistent. Die eingestellten Parameter, Regeln und Planungsergebnisse sind klar und verständlich. Die meisten heute verfügbaren SCP-Tools sind Black-Box-Systeme, das heißt der Zusammenhang zwischen internen Abläufen und den Ergebnissen ist nicht klar erkennbar.

Wenn Sie Schwierigkeiten haben, Ihre Produktions- und Supply-Chain-Planung in Gang zu bringen, kann Asprova Ihnen vielleicht helfen, genauso wie sie Hunderten von Produktionsunternehmen vor Ihnen geholfen haben, ihre Geschäfte mit Hilfe eines effizienten und effektiven operativen SCP- APS-Systems drastisch zu verbessern.