Advanced Planning & Scheduling
Flexibel fertigen mit reaktiver Feinplanung
Ein wirtschaftlicher Produktionsbetrieb erfordert marktfähige Fertigungskosten und stabile Lieferzeiten. In der Praxis stehen Hersteller vor der Aufgabe, die Auslastung ihrer Maschinen möglichst hoch zu halten und gleichzeitig Zwischenbestände und Durchlaufzeiten zu minimieren. Wie sich Kapazitätsbedarf und -angebot effektiv ausbilanzieren lassen, zeigt der Systementwickler Plato-tec mit dem Einsatz spezifischer Manufacturing Execution System-Komponenten zur Planung und Steuerung maschinenbasierter Produktionsprozesse.
Marktgerechte Lieferzeiten und Termintreue sind zentrale Leistungsparameter global agierender Fertigungsunternehmen. Um flexibel auf Kundenanforderungen reagieren und gleichzeitig eine optimale Kapazitätsausnutzung erzielen zu können, ist eine hohe Planungs- und Steuerungsqualität im Herstellungsprozess erforderlich. Dabei unterliegt die Planung von Fertigungsaufträgen und Arbeitsgängen langfristig schwer kalkulierbaren Einflussfaktoren: Störungen im Arbeitsprozess, Sonderaufträge, überhöhte Maschinenbelastung oder Ressourcenknappheit können den dynamischen Produktionszyklus blockieren und schnell zu Engpässen und Rückständen führen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn an einer Maschine mehr Forderungen ankommen als diese in der vorgegebenen Zeiteinheit bearbeiten kann. Steigen die Rückstände weiter an, lassen sich Terminvorgaben nicht mehr einhalten und neue Liefertermine können nicht verlässlich zugesagt werden.
Maschinenbelastung effektiv steuern
Bei einer Maschinenbelastung von über 85 Prozent ist von einem progressiven Anwachsen wartender Arbeitsgänge auszugehen. Diese Stauprozesse führen zu erhöhten Warte- und Liegezeiten, die in untersuchten Fertigungsprozessen den Hauptzeitanteil mit 85 bis 90 Prozent einnehmen. Lediglich 10 bis 15 Prozent der Durchlaufzeit entfallen auf Bearbeitung, Kontrolle und Transport des Produkts. Um Liefertermine flexibel anbieten und verlässlich realisieren zu können, ist der Hersteller gefordert, seine Bestände und Durchlaufzeiten so niedrig wie möglich zu halten, Liegezeiten zu minimieren und den Auslastungsgrenzwert der Maschinen nicht dauerhaft zu überschreiten. In der Praxis konfligiert dieser Ansatz jedoch häufig mit dem Ziel der maximalen Anlagenproduktivität. Viele Unternehmen entscheiden sich deshalb für die Implementierung eines Produktionsleitsystems oder Manufacturing Execution System (MES), das die Fertigungsprozesse im Betrieb plant und steuert.
Flexibilisierte Planung bei neuen Betriebsbedingungen
Die Plato-tec GmbH im erzgebirgischen Wolkenstein konzipiert betriebsspezifische Systemlösungen und MES-Komponenten zur reaktiven Feinplanung. Im Fokus steht dabei der Grundgedanke, die Planung und Durchführung maschinenbasierter Produktionsprozesse so zu flexibilisieren, dass die Fertigungsleitung schnell und effektiv auf neue Kundenanforderungen und veränderte Betriebsbedingungen reagieren kann. Voraussetzung dafür ist eine hohe Datenqualität und ein gemeinsamer Informationsstand der verschiedenen Planungs- und Steuerungsebenen, die sowohl das Enterprise Resource Planning (ERP) der Unternehmensleitebene als auch die Fertigungsleitebene und die Meisterebene umfassen. Die Fertigungsprozesse werden dabei in hierarchischen Regelkreisen von ERP-Systemen, MES und Betriebsdatenerfassung (BDE) in Echtzeit koordiniert und synchronisiert. Über das ERP-System erfolgt zunächst die Grobterminierung des eingehenden Auftrags, die als Sollvorgabe in Echtzeit an den Fertigungsleitstand übergeben wird.
Auf Grundlage spezifischer Planungsalgorithmen errechnet der Leitstand dann Maschinenbelegung und Arbeitsvergabe an den Maschinen, die in Form von Arbeitsvorratslisten an die Terminals der Fertigung übertragen werden. Im Gegenzug melden die Betriebsdatenerfassung (BDE) und die Maschinendatenerfassung (MDE) Informationen über Auftragsfortschritt, gebrauchte Zeiten, Unregelmäßigkeiten und andere Daten an den Fertigungsleitstand und ERP-System zurück. Müssen Arbeitsgänge beispielsweise aufgrund von Störungen, eingeschränkter Material- oder Personalressourcen oder bedingt durch kurzfristige vorrangige Aufträge umgeplant werden, aktualisiert das Leitstandsystem die Terminierung und gibt die neuen Daten an das ERP zurück. Da dieser Vorgang zyklisch und synchron erfolgt, kann sichergestellt werden, dass alle Planungs- und Steuerungsebenen auf einem gemeinsamen Informationsstand arbeiten und von einem vollständigen, transparenten und zeiteffizienten Datenmanagement profitieren.
