Materialbedarfsplanung (Material Requirements Planning, MRP)

Wie wichtig ist Materialbedarfsplanung?

Materialbedarfsplanung ist eines der am weitesten verbreiteten Prozesse zur Automatisierung des Herstellungsprozesses unter Nutzung von Computerleistung.

Der IBM-Entwickler Joseph Orlicky entwickelte Material Requirements Planning (MRP) 1964, nachdem er das Toyota-Produktionssystem studiert hatte, welches als Modell für die Methodik der schlanken Produktion (Lean Production) galt. Der Elektrowerkzeughersteller Black & Decker baute noch im selben Jahr das erste computergestützte MRP-System.

Es ist jedoch wichtig, darauf hinzuweisen, dass Material Requirements Planning und Lean Production nicht dasselbe sind und von einigen Anwendern als gegensätzlich betrachtet werden, obwohl die Materialbedarfsplanung bei der schlanken Produktion helfen kann.

MRP wird als ein Push-Produktionsplanungssystem betrachtet – der Lagerbedarf wird im Voraus bestimmt, und es werden Güter produziert, um den prognostizierten Bedarf zu decken. Lean Production ist dagegen ein Pull-System, bei dem nichts hergestellt oder gekauft wird, ohne dass es Nachweise für eine tatsächliche – nicht prognostizierte – Nachfrage gibt.

Orlickys Ideen verbreiteten sich nach der Veröffentlichung seines Buches Material Requirements Planning: The New Way of Life in Production and Inventory Management, und bis Anfang der 1980er Jahre gab es Hunderte von kommerziellen und selbst entwickelten MRP-Softwareprogrammen.

Orlicky starb 1986. Eine zweite, von George Plossl aktualisierte Auflage des Buches erschien 1994. Die aktuelle Version, Orlicky's Material Requirements Planning, Third Edition von 2011, beinhaltet Aktualisierungen von Carol Ptak und Chad Smith. Sie enthält Ratschläge zur Verwendung von MRP zur Durchführung eines bedarfsgesteuerten Planungsprozesses, der zur Berechnung des Materialbedarfs tatsächliche Kundenaufträge anstelle der typischen MRP-Methode einer Verkaufsprognose verwendet.

Dieser neuere Pull-Ansatz, der als bedarfsgesteuerte Materialbedarfsplanung (Demand-driven Material Requirements Planning, DDMRP) bezeichnet wird, ist umstritten und wird von einigen als Verstoß gegen wichtige von Orlicky aufgestellte Grundsätze angesehen.

Wie funktioniert Materialbedarfsplanung?

MRP verwendet Informationen aus der Stückliste (Bill of Materials, BOM), den Bestandsdaten und dem Produktionsplan, um die benötigten Materialien zu berechnen und zu kalkulieren, wann sie während des Herstellungsprozesses benötigt werden.

Bei der Stückliste handelt es sich um eine hierarchische Liste aller Materialien, Unterbaugruppen und anderen Komponenten, die zur Herstellung eines Produkts benötigt werden, zusammen mit ihren Mengen, die normalerweise jeweils in einer Eltern-Kind-Beziehung dargestellt werden. Das fertige Produkt ist das Elternteil an der Spitze der Hierarchie.

Die Lagerartikel in der Stückliste werden entweder als unabhängiger Bedarf oder abhängiger Bedarf klassifiziert. Ein unabhängiger Bedarfsartikel ist das Fertigerzeugnis an der Spitze der Hierarchie. Die Hersteller bestimmen seine Menge, indem sie bestätigte Aufträge berücksichtigen und Marktbedingungen, frühere Verkäufe und andere Indikatoren untersuchen, um eine Prognose zu erstellen, und dann entscheiden, wie viele Artikel hergestellt werden sollen, um die erwartete Nachfrage zu befriedigen.

Abhängige Bedarfspositionen hingegen sind die Rohstoffe und Komponenten, die zur Herstellung des Fertigerzeugnisses benötigt werden. Für jedes dieser Elemente hängt die Nachfrage davon ab, wie viele zur Herstellung der nächsthöheren Komponente in der Stücklistenhierarchie benötigt werden.

Materialbedarfsplanung ist das System, das die meisten Unternehmen verwenden, um all diese Abhängigkeiten zu verfolgen und zu verwalten und um die Anzahl der Artikel zu berechnen, die bis zu den im Hauptproduktionsplan angegebenen Terminen benötigt werden.

Die Vorlaufzeit – der Zeitraum zwischen Auftragserteilung und Lieferung des Artikels – ist ein weiteres Schlüsselkonzept der Disposition. Es gibt viele Arten von Vorlaufzeiten. Zwei der gebräuchlichsten sind die Materialvorlaufzeit (die Zeit, die benötigt wird, um Materialien zu bestellen und zu erhalten) und die Werks- oder Produktionsvorlaufzeit (wie lange es dauert, das Produkt herzustellen und zu versenden, nachdem alle Materialien eingetroffen sind). Die Kundenvorlaufzeit bezeichnet die Zeit zwischen der Bestellung des Kunden und der endgültigen Lieferung. Das MRP-System berechnet viele dieser Vorlaufzeiten, einige werden jedoch von den Betriebsleitern ausgewählt und manuell eingegeben.

Materialbedarfsplanung ist sowohl bei der diskreten Fertigung nützlich, bei der die Endprodukte unterschiedliche Artikel sind, die gezählt werden können – wie zum Beispiel Schrauben, Unterbaugruppen oder Autos – als auch bei der Prozessfertigung, bei der Massenprodukte, einschließlich Chemikalien, Erfrischungsgetränke und Reinigungsmittel, entstehen, die nicht separat gezählt oder in ihre Bestandteile zerlegt werden können.

MRP versus ERP

Eine Erweiterung der MRP, die 1983 vom Managementexperten Oliver Wight entwickelt wurde und Manufacturing Resource Planning (MRP II) genannt wurde, erweiterte den Planungsprozess auf andere Ressourcen im Unternehmen, wie zum Beispiel Finanzen, und fügte Prozesse für Produktdesign, Kapazitätsplanung, Kostenmanagement, Werkstattkontrolle und Verkaufs- und Betriebsplanung und viele andere hinzu.

1990 prägte die Analystenfirma Gartner den Begriff Enterprise Resource Planning (ERP), um einen noch weiter gefassten und verallgemeinerten Typ von MRP II zu bezeichnen, der andere Hauptfunktionen eines Unternehmens wie Buchhaltung, Personalwesen und Lieferkettenmanagement berücksichtigte, die alle in einer zentralen Datenbank verwaltet wurden. Sowohl MRP als auch MRP II gelten als direkte Vorläufer des ERP.

ERP weitete sich schnell auf andere Branchen aus, darunter Dienstleistungen, Banken und Einzelhandel, die keine MRP-Komponente benötigten. MRP ist jedoch nach wie vor ein wichtiger Bestandteil von ERP-Software.

Vorteile der Materialbedarfsplanung

Das Hauptziel von MRP ist es, sicherzustellen, dass Materialien und Komponenten verfügbar sind, wenn sie im Produktionsprozess benötigt werden, und dass die Herstellung termingerecht erfolgt. Weitere Vorteile von MRP sind:

• reduzierte Kundenvorlaufzeiten zur Verbesserung der Kundenzufriedenheit;
• reduzierte Lagerhaltungskosten;
• effektive Bestandsverwaltung und -optimierung – durch die Beschaffung oder Herstellung der optimalen Menge und Art von Beständen können Unternehmen das Risiko von Fehlbeständen und deren negative Auswirkungen auf Kundenzufriedenheit, Absatz und Ertrag minimieren, ohne mehr als nötig für den Bestand auszugeben; und
• verbesserte Produktionseffizienz durch eine genaue Produktionsplanung und -steuerung, um den Einsatz von Arbeitskräften und Ausrüstung zu optimieren.

Befürworter von MRP und DDMRP sagen, dass diese Ansätze den Unternehmen helfen, Angebot und Nachfrage besser aufeinander abzustimmen. Diese Leistung wiederum kann die Produktkosten senken und die Einnahmen steigern, da die Kundennachfrage vollständig befriedigt wird und keine Einnahmemöglichkeiten durch verpasste Liefertermine oder Bestandslücken verloren gehen.

Nachteile der Materialbedarfsplanung

MRP hat unter anderem folgende Nachteile:

• Erhöhte Lagerhaltungskosten: Während MRP darauf ausgelegt ist, einen angemessenen Lagerbestand zu den erforderlichen Zeiten zu gewährleisten, können Unternehmen versucht sein, mehr Lagerbestand als nötig zu halten, wodurch die Lagerhaltungskosten in die Höhe getrieben werden. Ein MRP-System antizipiert Engpässe früher, was zu einer Überschätzung der Lagerlosgrößen und Vorlaufzeiten führen kann, insbesondere in den ersten Tagen der Einführung, bevor die Anwender die Erfahrung sammeln, die tatsächlich benötigten Mengen zu kennen.
• Mangelnde Flexibilität: MRP ist auch etwas starr und vereinfachend in der Art und Weise, wie es Vorlaufzeiten oder Details berücksichtigt, die sich auf den Hauptproduktionsprogrammplan auswirken, wie zum Beispiel die Effizienz der Fabrikarbeiter oder Probleme, die die Lieferung von Materialien verzögern können.
• Anforderungen an die Datenintegrität: MRP ist in hohem Maße davon abhängig, dass genaue Informationen über die wichtigsten Inputs, insbesondere Nachfrage, Bestand und Produktion, vorliegen. Wenn eine oder zwei Eingaben ungenau sind, können Fehler in späteren Phasen vergrößert werden. Datenintegrität und Datenmanagement sind daher für die effektive Nutzung von MRP-Systemen unerlässlich.

Um diese Unzulänglichkeiten des MRP-Systems zu beheben, verwenden viele Hersteller APS-Software (Advanced Planning and Scheduling), die ausgefeilte Mathematik und Logik verwendet, um genauere und realistischere Schätzungen der Vorlaufzeiten zu liefern. Im Gegensatz zu den meisten MRP-Systemen berücksichtigt die APS-Software die Produktionskapazität, was erhebliche Auswirkungen auf die Verfügbarkeit von Materialien haben kann.