Advanced Planning and Scheduling System (APS) – Smart Factory Glossar
Ein Advanced Planning and Scheduling System (APS) ist eine Software, die Fertigungsbetriebe dabei unterstützt, ihre Produktion ressourcenübergreifend zu überwachen und zu planen.
Die Software berücksichtigt bei der Planung die gesamte Lieferkette (Supply Chain) – vom Anliefern der Rohstoffe über den Herstellungsprozess bis zur Intralogistik. Indem das APS die Produktionsplanung wesentlich vereinfacht, trägt das System dazu bei, die Wertschöpfungskette im Unternehmen zu optimieren. Eine möglichst lückenlose und exakte Datenbasis bildet die Grundlage, um dieses Ziel zu erreichen.
Wie funktioniert ein Advanced Planning and Scheduling System?
Ein APS nutzt mathematische Optimierungsmodelle, um aus den aktuellen Planungsdaten ein Maximum an Effizienz herauszuholen. Bei ihren Berechnungen berücksichtigt die Software Einschränkungen, zum Beispiel aufgrund von gesperrten Lagerbeständen, Maschinenausfallzeiten oder Personalengpässen. Auf dieser Basis erzeugt ein Advanced Planning and Scheduling System exakte Pläne für die Maschinenbelegung, einzelne Arbeitsgänge oder den Personaleinsatz. Vorhandene Ressourcen aus allen Bereichen werden effizient genutzt: von Menschen bis zum Material. Darüber hinaus dient ein Advanced Planning System dazu, künftige Planungsszenarien zu simulieren. So kann das Produktionscontrolling mögliche Probleme frühzeitig erkennen und Abhilfe schaffen.
Wie unterscheidet sich ein APS von einem MES oder ERP-System?
Ein Manufacturing Execution System (MES) erfasst Fertigungsdaten in Echtzeit, verarbeitet und visualisiert die Informationen. Es eignet sich, um den Gesamtüberblick über die Produktion zu behalten und selbst äußerst komplexe Vorgänge transparent zu machen. Maschinenbediener oder Produktionsverantwortliche können Optimierungspotenziale erkennen und Verbesserungen ableiten. Zu diesen zählt es, die Durchlaufzeiten zu verkürzen, Ausschussquoten zu reduzieren oder die Rückverfolgbarkeit sicherzustellen. Die VDI-Richtlinie 5600 beschreibt ausführlich den genauen Aufgabenbereich eines MES und dessen Einsatzpotenziale. Laut dieser Definition zählt auch das Planen der Fertigung zu den Kernaufgaben eines MES.
Auch wenn viele Funktionen der Feinplanung per definitionem zum Umfang eines MES gehören, lassen sie sich oft ebenso gut in ein Advanced Planning and Scheduling System auslagern. Dann übernimmt dieses die Aufgabe der Fertigungsplanung. Um bestmöglich zu planen, berücksichtigt ein APS wiederum die Produktionsdaten aus dem MES. Je nach Anbieter kann ein APS System also Teil eines Manufacturing Execution Systems sein oder als eigenständige Software-Lösung angeboten werden.
Während MES und APS auf der Fertigungsleitebene angesiedelt sind, ist das Enterprise Resource Planning System (ERP) diesen Systemen auf Unternehmensleitebene übergeordnet. Es unterstützt sämtliche Geschäftsprozesse eines Unternehmens. Der Fokus des ERP liegt darauf, Prozesse durchgängig zu unterstützen und den Informationsaustausch durch standardisierte Komponenten und Schnittstellen sicherzustellen.
Der Shopfloor mit allen Arbeitsplätzen, Maschinen und Anlagen sowie den Fertigungsprozessen ist der Fertigungsebene zuzuordnen.
Welchen Nutzen hat ein APS System?
Ein Advanced Planning and Scheduling System eignet sich, um einzelne Arbeitsgänge oder ganze Fertigungsaufträge verlässlich und flexibel zu planen. Wenn die Software dabei auch Methoden der Künstlichen Intelligenz (KI) wie Reinforcement Learning nutzt, lassen sich selbst komplexe Planungsszenarien mit einer Vielzahl an Arbeitsgängen optimal auf die Ressourcen verteilen. Dies ist zum Beispiel beim Advanced Planning and Scheduling System FEDRA der Fall, zählt aber längst noch nicht bei jeder Fertigungsplanung zum Standardumfang. Auf Basis einer digitalisierten Produktionsplanung können Unternehmen die Termintreue verbessern und Liefertermine auf den Tag genau vorhersagen. Darüber hinaus wird der Personaleinsatz optimiert und Rüstzeiten werden minimiert.
APS Software im Einsatz
Das Video zeigt anhand des Advanced Planning and Scheduling Systems FEDRA, welchen Nutzen die Fertigungsplanung mit KI bringt. Dafür wird das klassische heuristische Vorgehen dem Reinforcement Learning gegenübergestellt.
Quellen:
- Schleupner, Linus/MES D.A.CH Verband e. V.: Fachlexikon MES & Industrie 4.0, 5. Aufl., Berlin Offenbach, Deutschland: VDE Verlag GmbH, 2022, S. 8–9.
- Vahrenkamp, Richard/Siepermann, Christoph: Enterprise-Resource-Planning-System, in: Gabler Wirtschaftslexikon, 19.02.2018, https://wirtschaftslexikon.gabler.de/definition/enterprise-resource-planning-system-51587/version-274748 (abgerufen am 02.02.2023).
- MPDV Mikrolab GmbH: Ihr Kompass auf dem Weg zur Smart Factory [Broschüre], Mosbach, 2021.