Reihenfolgenplanung mit KI-gestütztem Pegging

Ingenieur am Arbeitsplatz in einer Fabrik zur Herstellung und Entwicklung von Elektronik Engineer at the workplace in a factory for the production and development of electronics
Bild: ©industrieblick/stock.adobe.com

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.

Bei komplexeren und variantenreichen Produktionsprozessen ist die bestmögliche Reihenfolge der Bearbeitungsschritte sowie deren Aufteilung auf die Maschinen nicht einfach zu ermitteln. Die Pegging-Funktion legt dabei die Beziehungen zwischen den Prozessen und beteiligten Maschinen offen.
Bei komplexeren und variantenreichen Produktionsprozessen ist die bestmögliche Reihenfolge der Bearbeitungsschritte sowie deren Aufteilung auf die Maschinen nicht einfach zu ermitteln. Die Pegging-Funktion legt dabei die Beziehungen zwischen den Prozessen und beteiligten Maschinen offen. – Bild: IFM Electronic GmbH

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.



  • Auftragsplus im November

    Auftragsplus im November

    Im November 2020 haben die deutschen Maschinen- und Anlagenbauer erstmals seit Beginn des Berichtsjahres wieder Orderzuwächse sowohl aus dem Inland als auch aus dem Ausland verzeichnet.

    mehr lesen: Auftragsplus im November

  • Trends für die IT-Sicherheit

    Trends für die IT-Sicherheit

    Durch die drastischen Veränderungen im Jahr 2020 wurde die Digitalisierung stark forciert, Netzwerkinfrastrukturen änderten sich und Clouds konnten weitere Zugewinne verzeichnen. Gerade, was Homeoffice angeht, musste zunächst einiges improvisiert werden.

    mehr lesen: Trends für die IT-Sicherheit

  • VDI-Statusreport:Maschinelles Lernen im Mittelstand

    VDI-Statusreport:Maschinelles Lernen im Mittelstand

    Im November 2020 ist der VDI-Statusreport ‚Maschinelles Lernen in KMU‘ erschienen. Die Veröffentlichung gibt Tipps, wie gerade mittelständische Firmen Projekte mit maschinellem Lernen (ML) umsetzen können.

    mehr lesen: VDI-Statusreport:Maschinelles Lernen im Mittelstand

  • Software-Container in Bewegung

    Software-Container in Bewegung

    Mit dem häufigeren Einsatz von Industrial Internet of Things-Anwendungen haben sich auch die Technologien von Software-Containern mehr und mehr durchgesetzt. Mit ihnen können Unternehmen die Geschwindigkeit, Flexibilität und Qualität bei…

    mehr lesen: Software-Container in Bewegung

  • Fortinet übernimmt Panopta

    Fortinet übernimmt Panopta

    Fortinet will den SaaS-Plattform-Anbieter Panopta übernehmen. Mit der Lösung des Unternehmens will Fortinet Netzwerkleistung und -sicherheit seiner Kunden verbessern.

    mehr lesen: Fortinet übernimmt Panopta

  • Tech Mahindra und SAP erweitern Partnerschaft

    Tech Mahindra und SAP erweitern Partnerschaft

    Tech Mahindra und SAP wollen ihre Partnerschaft zur Bereitstellung von ‘Intelligent Enterprise‘-Technologien erweitern.

    mehr lesen: Tech Mahindra und SAP erweitern Partnerschaft

  • Hexagon übernimmt Vertriebspartner

    Hexagon übernimmt Vertriebspartner

    Der Geschäftsbereich Manufacturing Intelligence von Hexagon hat die Übernahme der Mecadat AG bekanntgegeben, einem Vertriebspartner für CAD-CAM-Software und ergänzende Lösungen für die Herstellung von Werkzeugen und Formen.

    mehr lesen: Hexagon übernimmt Vertriebspartner

  • VDI-Direktor Appel ist Präsident der FEANI

    VDI-Direktor Appel ist Präsident der FEANI

    VDI-Direktor Ralph Appel ist am 9. Oktober 2020 zum Präsidenten der FEANI (Fédération Européenne d’Associations Nationales d’Ingénieurs) gewählt worden. Der Dachverband FEANI vertritt knapp 350 technisch-wissenschaftliche Organisationen aus 32 Ländern…

    mehr lesen: VDI-Direktor Appel ist Präsident der FEANI

  • PTC übernimmt Arena Solutions

    PTC übernimmt Arena Solutions

    Für insgesamt 715Mio.US$ übernimmt PTC den SaaS-Plattform-Anbieter Arena Solutions. Die Akquise soll im zweiten Quartal 2021 angeschlossen sein.

    mehr lesen: PTC übernimmt Arena Solutions

  • Erholung im Dritten Quartal

    Erholung im Dritten Quartal

    Im Dritten Quartal hat sich die deutsche Wirtschaft von ihrem historischen Einbruch erholt, durch die neuerlichen Einschränkungen sei jedoch im vierten Quartal ein erneuter Dämpfer zu erwarten, so das BMWi.

    mehr lesen: Erholung im Dritten Quartal

  • Steffen Haack wird Vorstand für Entwicklung

    Steffen Haack wird Vorstand für Entwicklung

    Ab Januar wird Dr. Steffen Haack Entwicklungsvorstand bei Bosch Rexroth und tritt somit die Nachfolge von Dr. Heiner Lang an.

    mehr lesen: Steffen Haack wird Vorstand für Entwicklung

  • Werner Rieche wird Vice President DACH bei OpenText

    Werner Rieche wird Vice President DACH bei OpenText

    Von 2001 bis 2015 war Werner Rieche bereits für OpenText tätig. Nun kehrt er als Vice President DACH zum Softwareunternehmen zurück.

    mehr lesen: Werner Rieche wird Vice President DACH bei OpenText