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.



  • Lieferketten kommen wieder in Gang

    Lieferketten kommen wieder in Gang

    In einer 5. Blitzumfrage des VDMA zeigt sich, dass sich die Lieferketten der deutschen Maschinenbauer nach und nach erholen. Die Branche hat jedoch weiterhin mit Auftragseinbußen zu kämpfen.

    mehr lesen: Lieferketten kommen wieder in Gang

  • Wie kann ein passendes Produkt-Service-System aussehen?

    Wie kann ein passendes Produkt-Service-System aussehen?

    Die Grenze zwischen Produkt und ergänzender Dienstleistung verschwimmen zunehmend und produzierende Unternehmen vollziehen den Wandel vom Produkt- zum Service- bzw. Lösungsanbieter. Wie sich solche sogenannten Produkt-Service-Systeme (PSS) entwickeln und damit…

    mehr lesen: Wie kann ein passendes Produkt-Service-System aussehen?

  • Sinkendes Vertrauen unter Cyberkriminellen

    Sinkendes Vertrauen unter Cyberkriminellen

    Der IT-Security-Anbieter Trend Micro hat Erkenntnisse zu cyberkriminellen Aktivitäten sowie dem Handel mit Produkten und Dienstleistungen im Cyberuntergrund veröffentlicht.

    mehr lesen: Sinkendes Vertrauen unter Cyberkriminellen

  • Unternehmen mit steigenden Erwartungen

    Unternehmen mit steigenden Erwartungen

    Nach dem Rückgang im vergangenen Monat legt der Ifo-Geschäftsklimaindex im Mai wieder zu. Dabei haben sich vor allem die Erwartungen für die kommenden Monate verbessert.

    mehr lesen: Unternehmen mit steigenden Erwartungen

  • PLM-Lösungen im Vergleich

    PLM-Lösungen im Vergleich

    Im Marktspiegel ‘Business Software PLM/PDM 2020/2021‘ werden mehr als 40 PLM-Lösungen hinsichtlich ihrer Funktionen untersucht.

    mehr lesen: PLM-Lösungen im Vergleich

  • „Das hohe Maß an Flexibilität und Kreativität sollte uns positiv in die Zukunft blicken lassen“

    „Das hohe Maß an Flexibilität und Kreativität sollte uns positiv in die Zukunft blicken lassen“

    Die Corona-Krise stellt die Globalisierung auf den Prüfstand. Für VDI-Präsident Volker Kefer ist die Situation Herausforderung und Chance zugleich. Im Interview spricht er über die Lage des Technikstandorts Deutschland heute…

    mehr lesen: „Das hohe Maß an Flexibilität und Kreativität sollte uns positiv in die Zukunft blicken lassen“

  • Die digitale Version der XR Expo geht online

    Die digitale Version der XR Expo geht online

    Ab sofort können sich Aussteller und Besucher auf einer digitalen Plattform für die XR Expo Virtual 2020 am 25. und 26. Juni registrieren.

    mehr lesen: Die digitale Version der XR Expo geht online

  • Vernetzte Systeme im Vorfeld testen

    Vernetzte Systeme im Vorfeld testen

    Wechselnde Umgebungsbedingungen durch Ad-hoc-Vernetzung, ständige Rekonfigurationen bedingt durch kleine Losgrößen und Softwareupdates im Feld sind Indikatoren dafür, dass das Testen von Systemen im laufenden Betrieb zunehmend an Bedeutung gewinnt. Um…

    mehr lesen: Vernetzte Systeme im Vorfeld testen

  • Unternehmen gewichten Technologie und Qualifizierung gleich

    Unternehmen gewichten Technologie und Qualifizierung gleich

    Unternehmen mit KI-Projekten sind dann am erfolgreichsten, wenn die Qualifizierung der eigenen Mitarbeiter den gleichen Stellenwert wie Investitionen in intelligente Technologien hat. Dazu gehört auch das Schaffen einer Lernkultur, die…

    mehr lesen: Unternehmen gewichten Technologie und Qualifizierung gleich

  • Wie ist der Stand der Industrie 4.0?

    Wie ist der Stand der Industrie 4.0?

    Von Februar bis April befragte der Digitalverband Bitkom Industrieunternehmen nach dem Stand der Digitalisierung. Im Vergleich zur Studie von vor zwei Jahren zeigt sich eine positive Entwicklung.

    mehr lesen: Wie ist der Stand der Industrie 4.0?

  • Weniger Ausfuhren, Entspannungstendenzen aus China

    Weniger Ausfuhren, Entspannungstendenzen aus China

    Aufgrund der Corona-Pandemie sind die Exporte der deutschen Maschinenbauer im ersten Quartal gesunken — im Vergleich zum Vorjahr um 6,6 Prozent.

    mehr lesen: Weniger Ausfuhren, Entspannungstendenzen aus China

  • Unternehmen wollen nach Corona digitaler werden

    Unternehmen wollen nach Corona digitaler werden

    63 Prozent der KMU rechnen laut einer McKinsey-Befragung mit einem Umsatzrückgang im aktuellen Quartal. Dennoch blicken 77 Prozent nach wie vor positiv in die Zukunft.

    mehr lesen: Unternehmen wollen nach Corona digitaler werden