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.



  • ZVEI sieht weiteren Vereinfachungsbedarf der KI-Regulatorik

    ZVEI sieht weiteren Vereinfachungsbedarf der KI-Regulatorik

    Das Plenum des EU-Parlaments stimmt in der ersten Lesung über seine Position zum KI-Omnibus ab. ZVEI-Geschäftsführerin Sarah Bäumchen unterstützt in den Reformwillen und fordert weitere Vereinfachungen beim AI Act.

    mehr lesen: ZVEI sieht weiteren Vereinfachungsbedarf der KI-Regulatorik

  • Forschungsbeirat Industrie 4.0 widmet sich Physical AI

    Forschungsbeirat Industrie 4.0 widmet sich Physical AI

    Die dritte Ausgabe von ‚Industrie 4.0 Forschung in Kürze‘ des Forschungsbeirats Industrie 4.0 widmet sich den Möglichkeiten von Physical Artificial Intelligence (Physical AI) in der Industrie.

    mehr lesen: Forschungsbeirat Industrie 4.0 widmet sich Physical AI

  • Logimat-Preis für bestes Produkt verliehen

    Logimat-Preis für bestes Produkt verliehen

    Im Rahmen der Logimatwurde der Preis ‚Logimat Best Product‘ in drei Kategorien verliehen.

    mehr lesen: Logimat-Preis für bestes Produkt verliehen

  • Spezielle Chips für reduzierten KI-Energieverbrauch

    Spezielle Chips für reduzierten KI-Energieverbrauch

    Im Rahmen des KI-Leuchtturmprojekts ‚Eki‘ hat ein Forschungsteam unter der Leitung der Universität Paderborn an der Verbesserung der Energieeffizienz von KI-Systemen gearbeitet und Methoden entwickelt, mit denen sich der Energieverbrauch…

    mehr lesen: Spezielle Chips für reduzierten KI-Energieverbrauch

  • Neues Mitglied im Aufsichtsrat von Wibu-Systems

    Neues Mitglied im Aufsichtsrat von Wibu-Systems

    Wibu-Systems, ein Spezialist für Softwareschutz, Lizenzierung und Cybersicherheit, hat Prof. Dr. Jörn Müller-Quade in den Aufsichtsrat berufen.

    mehr lesen: Neues Mitglied im Aufsichtsrat von Wibu-Systems

  • SEW-Eurodrive und Safelog entwickeln Softwaresystem für die Intralogisik

    SEW-Eurodrive und Safelog entwickeln Softwaresystem für die Intralogisik

    Im Rahmen der Fachmesse Logimat haben SEW-Eurodrive und Safelog eine strategische Partnerschaft bekannt gegeben.

    mehr lesen: SEW-Eurodrive und Safelog entwickeln Softwaresystem für die Intralogisik

  • KIT-Forschende entwickeln Technologie für lichtbasierte Datenverbindungen

    KIT-Forschende entwickeln Technologie für lichtbasierte Datenverbindungen

    Ein neuartiges Bauteil, das durch eine fortschrittliche Fertigungstechnologie eine sehr schnelle, sparsame und verlässliche Datenübertragung ermöglicht, haben Forschende des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und der École Polytechnique Fédérale de…

    mehr lesen: KIT-Forschende entwickeln Technologie für lichtbasierte Datenverbindungen

  • PTC tritt dem ZVEI bei

    PTC tritt dem ZVEI bei

    PTC ist dem ZVEI beigetreten und will in diesem Rahmen seine Expertise in den Bereichen digitale Geschäftsmodelle, industrielle künstliche Intelligenz (KI) und datenbasierte Wertschöpfung in die Verbandsarbeit einbringen.

    mehr lesen: PTC tritt dem ZVEI bei

  • Unternehmen setzen auf KI, aber es muss sich auch lohnen

    Unternehmen setzen auf KI, aber es muss sich auch lohnen

    Laut einer Untersuchung von TE Connectivity treibt die deutsche Industrie den Einsatz von künstlicher Intelligenz und Automatisierung mit hoher Geschwindigkeit voran.

    mehr lesen: Unternehmen setzen auf KI, aber es muss sich auch lohnen

  • Ein Chatbot für den Wissenstransfer

    Ein Chatbot für den Wissenstransfer

    Wenn Fachkräfte ein Unternehmen verlassen, geht auch oft Knowhow verloren. Im Projekt ‚Stark‘ untersuchen Forschende des Fraunhofer IPK gemeinsam mit der BSP Business and Law School – Hochschule für Management…

    mehr lesen: Ein Chatbot für den Wissenstransfer

  • Quantencomputer und klassische Rechner optimieren gemeinsam

    Quantencomputer und klassische Rechner optimieren gemeinsam

    Klassische Computer können viele Optimierungsprobleme wie etwa das ‚Problem des Handlungsreisenden‘ nur näherungsweise knacken, aber nicht vollständig und oft nur unter langer Laufzeit.

    mehr lesen: Quantencomputer und klassische Rechner optimieren gemeinsam

  • Digitale Kreislaufwirtschaft in dezentraler Fabrik

    Digitale Kreislaufwirtschaft in dezentraler Fabrik

    Im Projekt ‚Panda‘ setzen die Beteiligten auf digitale Produktpässe und künstliche Intelligenz (KI), um Recycling und Demontage von Produkten effizienter zu machen.

    mehr lesen: Digitale Kreislaufwirtschaft in dezentraler Fabrik