Bei Stiwa treffen in der Fertigung unterschiedliche Anforderungen aufeinander: Während in der Einzelteilfertigung tausende Arbeitsschritte gleichzeitig koordiniert werden, läuft die Serienfertigung mit eigenen Abläufen parallel. Ohne intelligente Steuerung ist das kaum zu bewältigen. Um die Planung transparenter und effizienter zu gestalten, setzt Stiwa daher auf das KI-gestützte Advanced Planning and Scheduling-System (APS) Felios des Aachener Optimierungsspezialisten Inform. Die Software analysiert planungsrelevante Daten, um optimierte Terminpläne zu erstellen und Produktionskapazitäten dynamisch zu steuern. Denn wie Stiwa stehen viele Unternehmen zunehmend vor der Herausforderung, ihre Produktionskapazitäten so effizient zu nutzen, dass sie wettbewerbsfähig bleiben. Dabei kann Advanced Planning and Scheduling eine Schlüsselrolle zukommen, um komplexe Produktionsprozesse in Echtzeit zu optimieren, Ressourcen bestmöglich einzusetzen und flexible Reaktionen auf unvorhergesehene Änderungen zu ermöglichen.
ERP-Funktionen reichen nicht
Ohne ein APS-System ist die Produktionsplanung oft durch langwierige Handarbeit und eingeschränkte Transparenz geprägt. Unternehmen greifen auf ERP-integrierte Systeme zurück, die zwar grundlegende Planungsfunktionen bieten, aber oft nicht die erforderliche Detailtiefe und Flexibilität mitbringen. Fehlende Echtzeit-Daten erschweren eine präzise Steuerung der Produktion. Außerdem sind Produktionsverantwortliche oft gezwungen, Maschinenkapazitäten und Aufträge mit Excel-Listen zu koordinieren. Kurzfristige Änderungen wie Maschinenausfälle oder Materialengpässe können so nicht schnell genug berücksichtigt werden. Gerade in künftigen Szenarien werden APS-Systeme eine größere Rolle spielen. Denn die Vernetzung von Maschinen, IoT-Technologien und KI-gestützten Algorithmen wird noch autonomere und effizientere Produktionsprozesse ermöglichen, die harmonisch geplant werden müssen. Wie ein APS-System die Produktion optimiert, lässt sich bei Stiwa beobachten. Im Ergebnis gelang es dem Produktions- und Automationsspezialisten, die Termintreue von etwa 60 bis 70 Prozent auf über 90 Prozent zu steigern und die Standarddurchlaufzeiten um fünf Tage zu reduzieren. Darüber hinaus ermöglicht das APS-System eine zentrale und bereichsübergreifende Planung, die eine einheitliche Sichtweise und effiziente Zusammenarbeit aller Abteilungen unterstützt.
In den vergangenen 50 Jahren hat sich Stiwa vom Ein-Mann-Betrieb zu einem weltweit agierenden Automations-, Produktions- und Softwarespezialisten entwickelt. Mit den Systemen der Firma werden Produkte in Millionenstückzahlen gefertigt, mit Taktzeiten von weit unter einer Sekunde. Mit den Geschäftsfeldern Automation, Manufacturing und Software bietet die Stiwa Group ihren Kunden Automationssysteme und Dienstleistungen, die vom Engineering über die automatisierte Serienfertigung bis hin zur Produktionsoptimierung reichen. Gegründet im Jahr 1972 beschäftigt das Unternehmen heute mehr als 2.400 Mitarbeitende an zwölf Standorten auf drei Kontinenten.
Planung neu gestaltet
„Probleme kann man niemals mit derselben Denkweise lösen, durch die sie entstanden sind.“ Diese von Albert Einstein stammende Weisheit gab dem Geschäftsbereich Manufacturing bei Stiwa im Jahr 2020 den nötigen Denkanstoß, sich auf die Suche nach einem Feinplanungstool zu machen. Steigende Auftragseingänge und höhere Maschinenlaufzeiten hatten in der Vergangenheit zu großen Herausforderungen in der Produktionsplanung geführt. Stiwa fehlte eine gezielte Rückmeldung über Liefertermine, was zu einer unzureichenden Termintreue führte und die Zuverlässigkeit der Lieferprozesse beeinträchtigte. „Früher sind wir ständig mühsam den Terminen hinterhergelaufen und haben Produktionslisten und Terminrückstände manuell anhand von Vergangenheitsdaten überprüft“, erinnert sich Bernhard Vogl, Hauptanwender und Felios-Projektleiter bei Stiwa. „Eine detaillierte und vor allem langfristige Ressourcenplanung gab es bei uns nicht – was kam, wurde abgearbeitet – und so konnten wir Engpässe nicht rechtzeitig erkennen und beheben. All diese Faktoren machten deutlich, dass wir unsere Planungsprozesse dringend überdenken und auf ein neues, effizientes Niveau heben mussten“, so Vogl.
Startschuss für das Projekt
So begann Ende 2020 das fünfköpfige Projektteam, ein umfangreiches Lastenheft zu erstellen. Nach dem Motto ‚Was haben wir und was brauchen wir?‘ wurden alle Anforderungen und Anwendungsfälle der beteiligten Abteilungen erfasst. Ein zentrales Anliegen war eine transparentere und einfachere Planung der Fertigungsteile und Baugruppen. Zudem war es entscheidend, dass sich das neue Planungstool in das ERP-System Applus integrieren lässt. Eine verbesserte Übersicht über die Auslastung der einzelnen Ressourcen war ein weiteres Ziel, um Engpässe früh zu erkennen und darauf reagieren zu können. Nicht zuletzt sollten Führungskräfte und Mitarbeitende in den Umstellungsprozess eingebunden werden und nicht nur für die eigene Abteilung, sondern auch für andere Bereiche und internationale Standorte der Unternehmengruppe zur Verfügung stehen.
Wieder ins Agieren kommen
Das APS-System kann die gesamte Produktionsplanung effizient und übersichtlich abbilden. Integriert wurde schließlich die Software Felios von Inform, die bereits in der ersten Phase auf den gesamten Produktionsstandort ausgerollt werden konnte. „Felios ermöglicht uns eine ganzheitliche, bereichsübergreifende Sicht auf unsere Auftragsnetze, wodurch wir nicht mehr auf fünf verschiedene Grafiken und Excel-Dateien angewiesen sind und unser gemeinsames Ziel im Fokus behalten“, begründet Vogl die Entscheidung.
Gegen finite Ressourcen planen
Innerhalb eines Jahres wurde das APS-System bei Stiwa implementiert. Seitdem ist es aus der Produktionsplanung nicht mehr wegzudenken. Basierend auf den Daten des ERP-Systems vernetzt die Software die am Produktionsprozess beteiligten Fachabteilungen und führt Daten zentral zusammen. Dabei übernehmen die Algorithmen des APS-Systems alle planungsrelevanten Daten, um unter Berücksichtigung der verfügbaren, begrenzten Ressourcen und Kapazitäten Terminpläne zu generieren. Daraus entsteht ein Produktionsplan mit dem bestmöglichen Gesamtergebnis und Termintreue über das Fertigungsnetz hinweg.
Termintreue zahlt sich aus
Durch die optimierte Planung konnte Stiwa die Termintreue von zuvor rund 60 bis 70 Prozent auf konstant über 90 Prozent steigern. Gleichzeitig sanken die Standarddurchlaufzeiten um fünf Tage. „Mit dem APS-System können wir uns flexibel an die aktuelle Situation anpassen, da wir täglich genau sehen, was produziert werden muss, um unsere Termine einzuhalten“, sagt der Projektleiter. „Änderungen zeigt uns die Software übersichtlich an, damit wir sofort nachjustieren können, um im Plan zu bleiben. So haben wir beispielsweise alle Fehlbuchungen, offene Arbeitsgänge und fehlende Aufträge stets im Blick und müssen diese nicht wahllos aus dem Auftragspool auswählen.“
Daten für die ERP-Ebene
Auch der Einkauf und Vertrieb nutzt die Daten aus dem APS-System: Der Einkauf erhält Informationen über den Bedarf an Materialien auf Basis der aktuellen Aufträge und der Fertigungsauslastung. Das soll sicherstellen, dass benötigtes Material rechtzeitig in der Fertigung verfügbar ist und Lagerbestände optimiert werden. Der Vertrieb wiederum erhält von der Produktionsplanung realistische Fertigstellungstermine, die auf der aktuellen Produktionssituation basieren. So gehörten aufwendige Abstimmungsprozesse mit etlichen Excel-Tabellen bei Stiwa der Vergangenheit an, was die Transparenz im gesamten Unternehmen gesteigert hat.
Globaler Ausbau geplant
Auch in der Serienfertigung konnten durch den Einsatz des APS-Systems rasche Verbesserungen erzielt werden. Der Bereich zeichnet sich durch große Produktionslose, lange Planungshorizonte und eine hohe Wertschöpfungstiefe aus, weshalb es für Stiwa wichtig war, eine vollständige Digitalisierung und Automatisierung des Auftragsabwicklungsprozesses vom Kunden bis zum Lieferanten zu erreichen. „Der Go-Live des neuen Systems war bereits im ersten Anlauf ein voller Erfolg, da wir alle Abteilungen frühzeitig in das Projekt einbinden konnten und so eine reibungslose Umsetzung und vor allem eine hohe Akzeptanz bei unseren Mitarbeitenden sicherstellen konnten“, so Vogl. Auch die Integration der Schichtplanung ist für den Automatisierungsspezialisten ein Erfolg, da alle Informationen mit einem kurzfristigen Horizont von drei Wochen aus der Personalplanung der Produktion abgerufen werden können. Dies ermöglicht eine sehr genaue Sicht auf Bedarfe und Output, ohne zusätzlichen Aufwand in der Organisation zu verursachen. Für die Zukunft plant Stiwa, die Produktionsplanungsstrategien mit Felios weiter auszubauen und auch die internationalen Standorte in den USA und China in die Software zu integrieren. Ziel ist es, eine globale Vernetzung und Optimierung der Produktionsprozesse zu erreichen – und damit nicht nur die Effizienz, sondern auch die Reaktionsfähigkeit auf globale Marktanforderungen zu verbessern.
