Produktionssysteme

Feine Planung für die Fertigung

Volker Vorburg, Vaihingen a. d. Enz

Ob Krise oder nicht: Wirtschaftliche Produktionsprozesse und eine optimierte Lagerhaltung sind Grundvoraussetzungen für die Fertigungsindustrie, um auf nationalen und internationalen Märkten wettbewerbsfähig zu bleiben. Mit Ansätzen wie Lean Management und Lean Production versucht die Branche, ihre logistischen Abläufe darauf hin zu überprüfen und sie schneller, effizienter und profitabler zu machen.

Unregelmäßige Auftragseingänge und komplexe Produktionsprozesse sind typisch für die Fertigung im deutschen Maschinen- und Anlagenbau. So besteht die Einzel- und Serienfertigung meist aus hoch automatisierten und kapitalintensiven Arbeitsabläufen mit einem hohen Individualisierungsgrad der Produkte. Kurze Lieferzeiten mit einer strikten Einhaltung zugesagter Liefertermine sind für die Kunden selbstverständlich und häufig wichtiger als ein niedriger Preis. Laut VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V.) besteht die Durchlaufzeit eines Auftrags aber in der Regel zu 66 Prozent aus Transport- und Liegezeit, dagegen nur zu 34 Prozent aus tatsächlicher Produktionszeit.

Störungen durch fehlende Zulieferteile oder Kapazitätsengpässe führen außerdem zu Rückständen, Lieferverzügen und zusätzlichen Kosten. Eine effektive Erhöhung der Prozessgeschwindigkeiten muss daher in der Auftragsplanung und logistischen Optimierung entlang der Supply Chain ansetzen. Eine schnelle Auftragserfüllung bedeutet außerdem, dass das Kapital für jeden Auftrag nur für einen kurzen Zeitraum gebunden ist und der Kapitalbedarf zur Vorfinanzierung eines Auftrags sinkt. Darum sollten bereits in der Angebotsphase realistische Termine ermittelt und ihre Einhaltung während des Auftragsdurchlaufs gesteuert werden können. Weil herkömmliche statische ERP-Systeme diesen Ansprüchen meist nicht gewachsen sind, hat der Berliner Branchenspezialist Psipenta das neu entwickelte Funktionspaket Adaptive Manufacturing Control (AMC) in seinen ERP-Standard Psipenta integriert.

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Über den Standard hinaus

Seine Kernbestandteile nutzen Algorithmen aus der Regelungstechnik zur adaptiven Fertigung. Damit gelingt es, vordefinierte Zielstellungen wie die Erhöhung der Prozessgeschwindigkeiten selbständig zu erreichen. Die neuen AMC-Funktionen – Selbstregulierende Mechanismen (SRM), eine Lieferterminermittlung nach Capable-to-Promise (CTP) und ein Dynamischer Produktionsabgleich (DPA) mit einer integrierten Simulationsplattform – zielen auf höchste Datentransparenz in den realen Abläufen und eine optimale Auslastung von Maschinen, Mitarbeitern und Material sowie eine konstante Lieferfähigkeit bei minimaler Kapitalbindung. Selbstregulierende Mechanismen ver- gleichen kontinuierlich Daten aus dem ERP-System mit quantifizierten Zielvorgaben. Über statistische Verfahren leiten sie Stellgrößen ab und bieten Entscheidungsvorschläge zur Dispositionsart. Bei Abweichungen wie Maschinenausfall oder Lieferverzug verändern sie automatisch die Stellgrößen, etwa durch Veränderung der Maschinenbelegung oder Vorziehen anderer Aufträge. Die Daten- und Planungshoheit liegt dabei im ERP-System.

Mit dem SRM-Planner lassen sich Absatz- und Vorproduktionsprognosen erstellen, während die SRM-Montagegrenzen bei der Optimierung von Bevorratungsstrategien unterstützen und redundante Bestände automatisch identifizieren und eliminieren. Den Betriebszustand von Maschinen und Maschinengruppen analysieren SRM-Betriebskennlinien und berechnen aus den ermittelten Daten die Leistungsparameter, etwa die Tot- und Liegezeiten, und bestimmen damit die wirklich benötigten Durchlaufzeiten. Zur besseren Kollaboration erstellt das System schließlich einen mittel- bis langfristigen Forecast für die interne Materialwirtschaft und externe Zulieferer. Auf dieser Datenbasis können sich alle auf Zeitpunkt und Höhe der Bedarfe einstellen, was die Wiederbeschaffungszeiten deutlich verkürzt. Im Gegensatz zu Supply Chain Management- oder EDI-Lösungen sind diese Forecasts keine aktuellen Bedarfsabrufe, sondern mittel- bis langfristige Planungen.

Die Umsetzung des am schnellsten realisierbaren Liefertermins ist die Aufgabe der Komponente Capable-to-Promise (CTP). Die Auftragsstruktur visualisiert CTP GO in einer kombinierten Baum-/Gantt-Darstellung, die die Deckungs- und Terminsituation aller für den Liefertermin relevanten Artikel aufzeigt.

Auftragsstruktur auf einen Blick

Das Ergebnis ist ein optimaler Abgleich der Kundenwünsche mit der aktuellen Produktions- und Liefersituation.

Klassische ERP-Systeme regeln und synchronisieren Produktionsprozesse im Hinblick auf vorgegebene Liefertermine einmalig bei der Auftragsanlage. Der Dynamische Produktionsabgleich passt die Auftragsnetze jedoch permanent an aktuelle Situationen an, etwa indem er Vorgänge priorisiert. Er berücksichtigt knappe Ressourcen und kalkuliert Störungen mit ein. Kurz: Er ermöglicht die Ausregelung von Störungen aus Einkauf und Produktion während des gesamten Durchlaufs. Rückstandsauflösungen bewirken ei- ne Beschleunigung der Prozesse, indem sie die Tot- und Liegezeiten minimieren. Eine Einkaufssynchronisa- tion richtet das Auftragsnetz an den vom Einkauf terminierten Zugängen aus. Da diese Synchronisation durch einen Einkaufsworkflow zunächst simuliert wird, erkennt der Einkäufer Fehlplanungen und kann Bestellungen anpassen. Ein Highlight der Lösung stellen die so genannten Vorabaufträge dar, über die kundenspezifische Freigaben oder Teilfreigaben generiert werden, obwohl die kompletten Fertigungsstrukturen noch nicht feststehen. Erfolgt später die Freigabe restlicher Projektbaugruppen, führt DPA (Dynamischer Produktionsabgleich) sie mit den Vorabaufträgen automatisch zu einem Netz zusammen. Über individuelle Arbeitsplatzzeitmodelle und die Verfügbarkeit der benötigten Ressourcen steuert der Leitstand das Tagesgeschehen in der Produktion. Ein Dashboard visualisiert vollständige Fertigungsnetze und zeigt exakt die nicht automatisch lösbaren Problemfälle als kritischen Pfad auf, einschließlich praktikabler Möglichkeiten zur manuellen Aussteuerung.

Abgerundet wird der DPA durch eine integrierte Simulationsplattform. Auf der Basis der Hauptpläne des ERP-Systems ermöglichen tagesgenaue Betrachtungen präzise Vorlagen für Make-or-Buy-Entscheidungen. Fixe und variable Arbeitszeitmodelle ermitteln Maschinenkapazitäten und virtuelle Netze führen alle Aufträge zu einem unternehmensweiten Netz zusammen und synchronisieren sie anonym mit kundenspezi- fischen Prozessen.

Wirtschaftlich und effektiv

Eine Besonderheit ist die Einlastung von Typenvertretern: Liegen keine detaillierten Strukturen für künftige Aufträge vor, lastet man simulativ vergleichbare Aufträge als Stellvertreter ein und berücksichtigt so die Kapazitätsbedarfe der Zukunft. Zur Zielerreichung ändert das System Bevorratungsmodelle und -ver- fahren und erteilt im Bedarfsfall durch Priorisieren der Auftragsnetze Eilaufträge. So lassen sich mit dem erweiterten ERP-Standard Psipenta adaptive bereits in der Angebotsphase realistische, einhaltbare Liefertermine ermitteln. Eine rückstandsfreie Fertigung ist von Beginn an sichergestellt, die Kapitalbindung minimiert. Das Management erhält über die Kennzahlen des Dashboards eine präzise, tagesaktuelle Übersicht über den Auftragsverlauf und die exakte Kenntnis der Problemstellen. So können Geschäftsführer und Produktionsleiter genau dort reagieren, wo es klemmt. -sg-

Psipenta Software Systems GmbH, Berlin Tel. 030/2801-2000, http://www.psipenta.de

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