Tuotannonohjaus
Tietojärjestelmien tukema tuotannonohjaus

Tuotannonohjausta on tehty jo ennen tietokoneita, mutta käytännössä nykyinen tuotannonohjaus on hyvin pitkälle tietojärjestelmien tukemaa. Alussa materiaalinhallinta perustui lähinnä tilauspisteeseen, ja ajatukseen pitkistä tuotteiden elinkaarista ja siitä että kaikkea varastoidaan hieman asiakkaan ennustettavaa kysyntää vastaten.
Historiallista syistä tuotannonohjaukseen liittyy monia hieman päällekkäisiä käsitteitä:
MRP (Material Requirements Planning) on vanhin ohjelmatyyppi, jossa lasketaan saatujen tilausten ja myyntiennusteen mukaan tuotantoaikataulu. Tuotantoaikataulun ja osaluettelon (BOM) perusteella lasketaan materiaalitarve valmistusta varten ja verrataan tätä sitten varastoon, jolloin saadaan hankittavan materiaalin määrä tietoon. Tämän lisäksi huomioidaan materiaalien toimitusajat, jollei materiaalia ole riittävästi varastossa, tai materiaali ei kuulu varastoitaviin materiaaleihin. Tuotantoaikataulu varmistetaan vasta kun materiaalien saatavuus on varmistettu.
MRP II (Manufacturing Resource Planning) oli seuraava kehitysaskel, jossa materiaaliohjauksen lisäksi mallinnetaan tuotteen reittiä ja lasketaan siihen tarvittavaa aikaa tehtaassa ja seurataan, että tuotantokoneiden kapasiteettia ei ylitetä. Edistyneissä järjestelmissä myös eräkoko vaikuttaa laskuihin. Tällöin materiaalitarve ja toimituksiin tarvittava aika voidaan laskea jokaiselle tuontantoprosessin vaiheelle, esimerkiksi koneelle, erikseen. Mikäli tuotantoprosessin läpimenoaika on pitkä, tästä syntyy merkittäviä eroavaisuuksia. MRP II lisäsi myös kustannuslaskennan ja taloushallinnan näkökulmia tuotannonohjaukseen.
ERP (Enterprise Resource Planning) toiminnanohjausjärjestelmä oli seuraava askel kehitystrendissä, jossa halutaan integroida yrityksen eri ohjelmistoja. ERP järjestelmässä yhdistyy  lainsäädännön ja kirjanpidon tarpeista syntyneet taloushallinnonohjelmistot ja tuotannonohjausohjelmat, MRP on siis oleellinen osa ERP järjestelmää. MRPtä käytetään siis materiaalitarpeen suunnitteluun ja tilaamiseen sen varastoinnin sijasta (/lisäksi). MRP:n lisäksi ERP:ssä on MPS (Master Production Schedule) koostuen BOM:sta (Bill of Material, materiaaliluettelo) sekä ainutkertaiset osanumerot. Kirjanpidon vaatimukset luovat yrityksille varsin samankaltaisia tarpeita ja näistä lähtökohdista on mahdollista tehdä ohjelma, joka sopii suurelle määrälle yrityksiä. Tuotannonohjauksessa sen sijaan vaatimukset vaihtelevat enemmän ja kaikille sopivista ohjelmista tulee helposti niin monimutkaisia, että niitä ei enää osata käyttää. Toisaalta räätälöinti vaikeuttaa uusien ERP järjestelmän versioiden päivittämistä, ja siten kasvattaa järjestelmän kustannuksia merkittävästi. Samoin yritysten tietojärjestelmiin tarvitaan tiedonvälitystä tuotantoautomaation kanssa.
MES (Manufacturing Execution System) -taso on käytännön vaatimuksista syntynyt tuotannonohjausohjelmisto ERP-järjestelmien ja tuotantoautomaation välillä. MES-tasolle siirretään ERP-järjestelmästä tilaukset, jossa niiden valmistusjärjestystä voidaan optimoida. MES-tasolta tilaukset siirtyvät automaatiolle tai manuaalisissa työtehtävissä työntekijöille siinä muodossa, kun automaatio tai tuotanto ne vaatii. Automaatiosta tai tuotannon työpisteistä kerätään takaisin tietoa tuotantomääristä, ajoarvoja laadunvalvontaa varten, raaka-aineiden ja energian kulutustietoja. Osasta näistä tiedoista laaditaan raportteja MES-tasolla ja osa siirtyy ERP-tasolle, jossa seurataan koko yrityksen taloudellista tulosta. MES-järjestelmien tuottamaa tietoa voidaan käyttää KNL-tunnuslukujen (Overall Equipment Effectiveness, OEE) laskentaan.
APS (Advanced Planning and Scheduling) -ohjelmistot. Nämä ohjelmistot ovat tulleet korvaamaan tyypillisesti tuotannonsuunnittelun excel-ohjelmistoja. Niissä suunnittelu tapahtuu off-line tilassa (vrt. ERP:n on-line tila) omassa tietokannassaan, jossa voidaan simuloida eri vaihtoehtoja. APS-ohjelmistoilla aikataulutetaan vaiheketjuja ja hallitaan tuotannon muutoksia päivittäisellä tai viikkotasolla. Ohjelmistoilla simuloidaan ja opimoidaan myös kysynnän vaihtelusta aiheutuvien muutosten seurauksia (demand planning). Nykyisin APS-järjestelmät eivät kaikki ole irrallisia ohjelmistoja, vaan aikataulutustoiminnallisuuksia on integroitu osaksi MES-järjestelmiä.
ERP/MES-järjestelmät käytännössä ovat paljolti rekisteröiviä, tapahtumapohjaisia ohjelmistoja, joissa suunnittelumahdollisuudet ovat vähäisiä. Tämän vuoksi on olemassa erillisiä ohjelmia tai MES-ohjelmistoihin integroituja ohjelmistomoduuleita, joilla voidaan simuloida tuotantoa ja laskea "mitä jos" -tapauksia. Näistä ohjelmistoista käytetään englannin kielessä nimitystä "Advanced Planning and Scheduling", APS (katso edellä). Näitä käytetään tilausten valmistusjärjestyksen optimointiin. Tällaista optimointia on esimerkiksi se, että maalauslinjoilla tehdään ensin päivän kaikki valkoiset osat ja sitten vaihdetaan väriä asteittain tummempaan, koska silloin vaihdot ovat helpompia.
Tietojärjestelmät ovat perinteisesti pohjautuneet työntöohjaukseen imuohjauksen sijasta. Työntöohjauksella tarkoitetaan sitä, että tuotteita valmistetaan ennusteen mukaan. Imuohjaus puolestaan perustuu toimitustilauksiin, jossa seuraava tuotantovaihe imee edelliseltä tuotantovaiheelta osakokonaisuuksia niiden kulutukseen perustuen. Ohjaus etenee näin läpi koko tehtaan tuotantoprosessin, esimerkiksi kanban -menetelmän tai kahden laatikon -menetelmän avulla. Imuohjauksen avulla pyritään pienentämään varastoja ja yritykseen sitoutunutta vaihto-omaisuutta.
Tietojärjestelmät ovat perinteisesti mallintaneet materiaalitarvetta takaisinlaskennan avulla, mikä tarkoittaa sitä että varastointikustannusten minimoimiseksi materiaali tilataan mahdollisimman myöhään, eli tuotanto ajoitettiin mahdollisimman myöhäiseen vaiheeseen (as late as possible), jolloin häiriöiden hallitsemiseen ei jätetty aikapuskuria, ja puskuri rakennettiin prosessiin tarpeettoman pitkillä läpimenoajoilla. Nykyisin suositellaan eteenpäin laskentaa, joka jättää myös pienen aikapuskurin häiriöiden varalle hyvän toimitusvarmuuden varmistamiseksi.