Fertigungssteuerung: 3 Aufträge, 1 Maschine – welche Regel gewinnt?

Montag, 7:00 Uhr. An der Drehmaschine warten drei Aufträge, und Auftrag P ist schon einen Tag überfällig. Der Meister lässt ihn zuerst laufen. Es fühlt sich richtig an: Wegen genau dieses Auftrags ruft der Vertrieb ständig an. Die Zahlen sehen das anders.

• P: 3 Tage Arbeit, fällig gestern (Tag −1).
• Q: 2 Tage Arbeit, fällig an Tag 2.
• R: 1 Tag Arbeit, fällig an Tag 3.

Der am stärksten überfällige zuerst (P, Q, R): P ist an Tag 3 fertig (4 Tage zu spät), Q an Tag 5 (3 Tage zu spät), R an Tag 6 (3 Tage zu spät). Drei verspätete Aufträge, insgesamt 10 Tage Verspätung.

Q, R, dann P: Q ist an Tag 2 fertig (pünktlich), R an Tag 3 (pünktlich), P an Tag 6 (7 Tage zu spät). Ein verspäteter Auftrag, insgesamt 7 Tage.

Der Meister hat aus einem unzufriedenen Kunden drei gemacht. Ob der Kunde von P das wert ist, ist eine echte unternehmerische Entscheidung. Es sollte eine Entscheidung sein, kein Reflex.

Fertigungssteuerung bedeutet, anhand einer klaren Regel festzulegen, welchen der wartenden Aufträge eine Maschine als Nächstes bearbeitet. Der Plan sagt, was geschehen soll; die Fertigungssteuerung entscheidet, was an der Maschine passiert, wenn ein Auftrag fertig ist und die Realität nicht zum Plan passt. Wie dieser Plan entsteht, lesen Sie im Beitrag zur Feinplanung.

Die vier Prioritätsregeln, die jeder kennen sollte

• FIFO (First In, First Out): Aufträge in der Reihenfolge ihres Eintreffens bearbeiten. Einfach, aber blind für Liefertermine.
• EDD (Earliest Due Date): den Auftrag mit dem frühesten Liefertermin zuerst.
• SPT (Shortest Processing Time): den kürzesten Auftrag zuerst.
• Kritisches Verhältnis (Critical Ratio, CR): verbleibende Zeit bis zum Liefertermin ÷ verbleibende Arbeit. Unter 1 heißt: Der Auftrag liegt zurück; über 1 heißt: Er hat Pufferzeit.

FIFO, EDD und SPT im Vergleich: eine Maschine, vier Aufträge

Vier Aufträge warten zur Stunde 0, in der Reihenfolge ihres Eintreffens aufgelistet. Als Verspätung zählen die Stunden nach dem Liefertermin; frühe Aufträge zählen mit null.

FIFO (A, B, C, D): A endet bei 6, B bei 8, C bei 16, D bei 19. Verspätet: B um 2, D um 4. Durchschnittliche Verspätung 6 ÷ 4 = 1,5 h, zwei verspätete Aufträge.

EDD (B, A, D, C): B endet bei 2, A bei 8, D bei 11, C bei 19. Verspätet: C um 1. Durchschnittliche Verspätung 1 ÷ 4 = 0,25 h, ein verspäteter Auftrag.

SPT (B, D, A, C): B endet bei 2, D bei 5, A bei 11, C bei 19. Verspätet: A um 3, C um 1. Durchschnittliche Verspätung 4 ÷ 4 = 1,0 h, zwei verspätete Aufträge.

EDD gewinnt bei der Verspätung. Doch SPT hat einen Trumpf: Die durchschnittliche Fertigstellungszeit liegt bei (2 + 5 + 11 + 19) ÷ 4 = 9,25 h, gegenüber 10 h bei EDD und 12,25 h bei FIFO. SPT bringt Aufträge am schnellsten aus der Tür, und das verkürzt die Warteschlange an der nächsten Maschine. Die Schattenseite: Ein langer Auftrag kann endlos nach hinten rutschen, wenn ständig kurze nachkommen.

FIFO landete in beiden Disziplinen auf dem letzten Platz.

Übrigens: Das „am stärksten überfällig zuerst“ des Meisters ist EDD. EDD funktioniert gut, solange die Aufträge ihre Termine noch schaffen können. Sobald ein Auftrag ohnehin zu spät kommt, zieht er bei EDD andere mit nach unten – so wie P.

Kritisches Verhältnis: Triage für Aufträge

Eine Notaufnahme behandelt Patienten nicht in der Reihenfolge ihres Eintreffens, und auch nicht den lautesten zuerst. Sie behandelt den, dessen Zustand sich ohne Behandlung am schnellsten verschlechtert. Das kritische Verhältnis macht dasselbe mit Aufträgen.

Drei Aufträge an einer Schweißzelle, heute ist Tag 0:

• X: fällig in 4 Tagen, 5 Tage Arbeit übrig, einschließlich späterer Arbeitsgänge. CR = 4 ÷ 5 = 0,8
• Y: fällig in 3 Tagen, 3 Tage Arbeit übrig. CR = 3 ÷ 3 = 1,0
• Z: fällig in 10 Tagen, 4 Tage Arbeit übrig. CR = 10 ÷ 4 = 2,5

X läuft zuerst: Er liegt bereits zurück. Y liegt genau im Plan, ohne Spielraum zum Warten. Z kann tagelang warten, ohne Schaden zu nehmen – auch wenn er zuerst eingetroffen ist und FIFO ihn gewählt hätte.

Das kritische Verhältnis ist die beste Einzelregel, wenn Aufträge lange Arbeitspläne haben, weil „verbleibende Arbeit“ auch die noch ausstehenden Arbeitsgänge berücksichtigt. Seine Schwachstelle: Es braucht mehr Daten und ist nur so gut wie die Zeiten in Ihren Arbeitsplänen.

Mythos: Es gibt die eine beste Prioritätsregel

Die gibt es nicht. EDD minimiert die Verspätung, SPT die durchschnittliche Wartezeit, CR gleicht beides bei mehrstufigen Arbeitsplänen aus – und das Bündeln ähnlicher Aufträge kann auf einer Maschine mit langen Rüstwechseln alle drei schlagen. Wählen Sie die Regel je Arbeitsplatz danach, was dort am meisten schmerzt, und schreiben Sie sie auf. Eine schriftliche Regel, die in jeder Schicht befolgt wird, schlägt eine clevere, die nur gilt, wenn die richtige Person Dienst hat.

Wer die Reihenfolge ändern darf – und wie man das protokolliert

Regeln brauchen Ausnahmen. Ein Kunde eskaliert, ein Werkzeug bricht, das Material für den wichtigsten Auftrag fehlt. Entscheidend ist, dass Abweichungen bewusst erfolgen:

1. Legen Sie fest, wer abweichen darf. Meist der Schichtleiter innerhalb der Schicht und der Planer darüber hinaus. Maschinenbediener sollten die Liste nicht umsortieren, um einem unbequemen Rüstvorgang auszuweichen.
2. Protokollieren Sie jede Abweichung in einer Zeile: verschobener Auftrag, verdrängter Auftrag, Grund, wer entschieden hat. „P vor Q gezogen, Kundeneskalation, freigegeben von J. Silva.“
3. Werten Sie das Protokoll wöchentlich aus. Taucht derselbe Grund zehnmal auf, stimmt die Regel oder stimmen die Daten nicht. Beheben Sie das, statt ewig abzuweichen.

Das Protokoll erklärt auch Ihre OTIF-Werte. Wenn ein Kunde fragt, warum sein Auftrag sich verschoben hat, ist „Auftrag P wurde nach einer Eskalation vorgezogen“ eine deutlich bessere Antwort als ein Achselzucken.

So sieht es in factory.online aus

In factory.online kommen die Arbeitsaufträge für jede Maschine in der richtigen Reihenfolge aus der Feinplanung gegen begrenzte Kapazität, sodass der Maschinenbediener nicht aus einem Papierstapel raten muss; mehr dazu im Beitrag was tatsächlich in die Fertigung geht. Rückmeldungen erfassen, was wirklich wann gelaufen ist. So kann der Planer die geplante mit der tatsächlichen Reihenfolge vergleichen und erkennen, wo abgewichen wurde.

Wenn in Ihrer Fertigung jeden Morgen darüber gestritten wird, „was als Nächstes dran ist“, buchen Sie eine Demo – wir gehen das gemeinsam mit Ihrer eigenen Warteschlange durch.