Ein Beispiel aus der Praxis verdeutlicht den Nutzen einer KI-gestützten Planung der Produktionsreihenfolge: Ein Hersteller von elektrischen Leitungen produziert zehn verschiedene Kabeltypen. Allein diese zehn Typen ergeben 3,6 Millionen mögliche Reihenfolgen. Die Wahrscheinlichkeit, dass ein Mensch hier das ideale Planungsergebnis erzielt, ist sehr gering – zumal es für einzelne Arbeitsschritte meist mehrere Maschinen mit verschiedenen Leistungen und unterschiedlichem Automationsgrad gibt. Eilaufträge müssen zwischengeschoben werden, bei Zulieferteilen und -materialien können Lieferprobleme auftreten, und fast jede Produktion kennt Engpassmaschinen, die den Takt der Fertigung oder Montage bestimmen.
Software legt Beziehungen offen
Für eine bestmögliche Produktionsreihenfolgeplanung benötigen die Planer Auswertungen möglichst aller relevanten Daten. Einer Software kann auf Ebene der einzelnen Aufträge berechnen,
- welches Material und welche Teile benötigt werden,
- wann etwas an welchem Arbeitsplatz sein muss,
- welche Fertigungsabläufe vor- und nachgelagert sind und
- welche Ruhe-, Rüst- und Pufferzeiten eingehalten werden müssen.
Besonders komplex wird die Aufgabe, wenn die Daten für jeden Auftrag erhoben und in Beziehung gesetzt werden müssen. Auch die Auftragsabhängigkeiten untereinander entscheiden darüber, ob die Produktion läuft wie geplant oder stockt.
Nicht nur SAP kann Pegging
Die Pegging-Funktion setzt hier an. Mit ihr lassen sich die Abhängigkeiten zwischen Auftragsvorgängen über die beteiligten Arbeitsplätze hinweg im jeweiligen Betrachtungszeitraum ermitteln. Das Netzwerk der Fertigungsabläufe wird entwirrt und aus unstrukturierten Einzelaufträgen können logische und zusammenhängende Auftragsketten entstehen. Dieses empirisch basierte Beziehungswissen bildet die Grundlage für die nachfolgende Berechnung eines Produktionsplans im KI-basierten Optimierer – was meist sehr viel genauer als das Ergebnis des menschlichen Produktionsplaners ist. Die SAP-Software Advanced Planning Optimization (SAP APO) bietet diese Pegging-Funktion schon länger. Doch inzwischen gibt es auch andere Anwendungen mit dieser Funktion unterstützt auf dem Markt, etwa die Software Factory Optimization Excellence, kurz FOX, von IFM.
Fertigung optimieren
Das Tool ist nativ in SAP integriert und extrahiert das Beziehungswissen aus dem führenden System. Die aktuellen Auftragsdaten stammen ebenfalls aus der SAP-Anwendung. Das Planungstool ordnet dann die Aufträge in einem definierten Zeitraum nach den gewählten Optimierungszielen an. Diese Ziele können Liefertermintreue, Rüstoptimierung, Kompaktplanung oder auch Kombinationen davon sein. Dabei berücksichtigt das Tool sowohl Lieferzeiten als auch die individuelle Engpässe, die in der Produktion auftreten können – etwa die Maschine mit niedrigerer Leistung oder einen hohen Aufwand für das Umrüsten oder Einrichten. Fertigungslosgrößen werden ebenfalls in die Planung einbezogen, gegebenenfalls auch Liegezeiten (Trocknung von Klebstoffen und Lacken) und die Bereitstellung von Fertigungshilfsmitteln. Das gilt für alle Fertigungsaufträge im zu betrachtenden Zeitraum.
Produktionsfeinplan mit KI
Um aus Beziehungen, Restriktionen und Verfügbarkeiten einen Produktionsfeinplan zu erstellen, setzt IFM auf künstliche Intelligenz. Mit dem verwendeten Algorithmus lassen sich Abhängigkeiten und Variablen in der Mehrplatzplanung prüfen und eine machbare Produktionsreihenfolge festlegen. Die Anwendung ermittelt stetig weitere denkbare Produktionsfeinpläne, vergleicht die Qualität und gibt am Ende einen optimierten Plan aus. Dieser lässt sich ins SAP-System importieren und die betroffenen Aufträge werden gemäß ihrer neuen Reihenfolge unterminiert.
Mehrplatzplanung möglich
FOX-Anwender sollen die von kürzeren Durchlaufzeiten und hoher Liefertermintreue profitieren. Sie müssen keine Engpassmaschinen als Maßstab der Feinplanung nehmen, um dann möglicherweise festzustellen, dass es an anderen Maschinen im Produktionsprozess zu Verzögerungen kommt. Dabei erledigt das System die Produktionsfeinplanung quasi im Alleingang. Die Software arbeitet die SAP-Daten so auf, dass der Anwender die Planung nur noch umsetzen muss. Produktionsbetriebe sollen mit der Planungsunterstützung also schneller produzieren können, Material besser planen und Bestände senken.
