Produktionsplanung und -steuerung Präzise Termineinhaltung dank adaptiver Fertigungskonzepte

Autor / Redakteur: Peter Dibbern / Peter Steinmüller

Wirtschaftliche Produktionsprozesse und eine optimierte Lagerhaltung sind Grundvoraussetzungen für die Fertigungsindustrie, um auf nationalen und internationalen Märkten wettbewerbsfähig zu bleiben. Darum ist eine Unternehmenssoftware gefragt, die alle wertschöpfenden Fertigungs- und Logistikprozesse integriert und optimal unterstützt.

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Bei Gemü konnten die Bestände nach der Einführung der ERP-Software Psipenta um bis zu 25% reduziert werden.Bild: Gemü
Bei Gemü konnten die Bestände nach der Einführung der ERP-Software Psipenta um bis zu 25% reduziert werden.Bild: Gemü
( Archiv: Vogel Business Media )

Laut VDMA (Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V.) setzt sich die durchschnittliche Durchlaufzeit eines Auftrags aus 66% Transport- und Liegezeiten und nur zu 34% aus tatsächlicher Produktionszeit zusammen.

Lagerdauer und Liegezeiten für Durchlaufgeschwindigkeit entscheidend

Eine Verkürzung der Durchlaufzeit oder Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit erreicht man demnach vor allem durch eine Reduzierung der Lagerdauer und Liegezeiten und erst in zweiter Linie durch eine Beschleunigung der eigentlichen Fertigungsprozesse. Das große Ziel muss also die Erhöhung der Prozessgeschwindigkeit sein, vorzugsweise durch eine Harmonisierung der gesamten Supply Chain.

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Unwägbarkeiten durch schwankende Auftragseingänge und komplexe Produktionsprozesse sind typisch für die Fertigung im Maschinen- und Anlagenbau. Dabei erwarten die Kunden bei einem hohen Individualisierungsgrad ihrer Produkte kurze Lieferzeiten und die strikte Einhaltung zugesagter Liefertermine.

Kurze Lieferzeiten reduzieren die Kapitalbindung

Eine schnelle Auftragserfüllung bedeutet aber auch, dass das Kapital für jeden Auftrag nur für einen kurzen Zeitraum gebunden ist. Der Kapitalbedarf zur Vorfinanzierung eines Auftrags sinkt.

Auch sind kürzere Lieferzeiten für eine Auftragserteilung oft entscheidender als der Preis. Eine rasche Lieferung gerät damit zum wichtigen Kriterium für die Kundenzufriedenheit. Darum sollte man bereits in der Angebotsphase realistische Termine ermitteln und das Einhalten steuern können.

Diese Steuerung komplexer und dynamischer Fertigungsprozesse können herkömmliche, statische ERP-Systeme allerdings meist nicht bewältigen. Daher hat die Psipenta Software Systems GmbH ihre ERP-Suite Psipenta um das Funktionspaket Adaptive Manufacturing Control (AMC) erweitert. Das Modul ist in der Lage, durch kontinuierliche Adaption von Produktionsnetzen und Dispositionsparametern auch unter dynamischen Rahmenbedingungen selbstständig vordefinierte Zielstellungen zu erreichen.

ERP-System steuert ideale Auslastung von Maschinen und Mitarbeitern

Seine Kernbestandteile sind integrierte Reglerkomponenten des Entwicklungspartners Berghof zur adaptiven Fertigung. Auf modernen Algorithmen der Regelungstechnologie basierend, bietet es einen konzeptionell völlig neuen Ansatz zur Regelung dynamischer Fertigungsprozesse. Eine aufeinander abgestimmte Disposition und Produktion bewirken eine ideale Auslastung der Maschinen und Mitarbeiter.

Die Synchronisation von Materialwirtschaft und Fertigung führt zu reduzierten Beständen bei kürzeren Durchlaufzeiten. Dies erreichen unter anderem Selbstregulierende Mechanismen (SRM), eine Lieferterminermittlung nach Capable to Promise (CTP) und der Dynamische Produktionsabgleich (DPA).

Selbstregulierende Mechanismen sorgen für passende Bestellmengen

Zur Einhaltung definierter Ziele analysieren Selbstregulierende Mechanismen die Grunddatenparameter der Materialien und Kapazitäten. Da diese Grunddaten die Basis der Auftragsnetze bilden, startet die Produktion stets mit am Ziel angepassten Aufträgen und Bestellungen.

Bei Störungen richten Regler diese Parameter umgehend wieder auf das Ziel aus. Für eine konstante Lieferfähigkeit mit minimaler Kapitalbindung nutzen Selbstregulierende Mechanismen Daten historischer Verbräuche und künftiger Bedarfe zur automatischen Berechnung valider Prognosen, von denen es über statistische Verfahren Stellgrößen für die Parameter ableitet.

ERP-System erstellt mittel- und langfristige Prognosen

Zur besseren Kollaboration erstellt das System einen mittel- bis langfristigen Forecast für die interne Materialwirtschaft und externe Zulieferer. Auf dieser Datenbasis können sich alle Beteiligten rechtzeitig auf Zeitpunkt und Höhe der Bedarfe einstellen, was die Wiederbeschaffungszeiten deutlich verkürzt.

Ein Grafikinterface bereitet die Analyse wichtiger Kenngrößen wie Bestände, Verbräuche, Fehlbedarfe und Auslastung übersichtlich auf. So ist eine laufende Erfolgskontrolle gewährleistet.

Termine über alle Auftragsnetze hinweg durchsetzen

Die Lieferterminermittlung nach Capable to Promise stellt bereits bei Projektstart eine rückstandsfreie Planung sicher. Die kontinuierliche Rückstandsauflösung unterstützt die Durchsetzung der Termine über alle Auftragsnetze hinweg. Dabei gleichen die Capable-to-Promise-Komponenten die Kundenwünsche mit der aktuellen Produktions- und Liefersituation ab — auch in Verbindung mit Produktkonfiguratoren.

Capable to Promise prüft den kompletten Auftragsdurchlauf und ermittelt den frühesten möglichen Liefertermin. Freie Bestände und geplante Zugänge der Stücklistenstruktur gehen in die Berechnung ein. Eine kombinierte Baum-/Gantt-Darstellung zeigt detailliert die Terminsituation und die Abhängigkeiten der Auftragsstruktur. Damit können fundierte Entscheidungen zur Einhaltung der Liefertermine getroffen werden.

Dynamischer Produktionsabgleich regelt und synchronisiert alle Produktionsprozesse

Der Dynamische Produktionsabgleich regelt und synchronisiert alle für den Produktionsablauf notwendigen Prozesse, um die vorgegebenen Liefertermine einzuhalten. Rückstände in der Fertigung eliminiert er durch automatische, reglerbasierte Adaptionen in den Auftragsnetzen. Er passt sie ständig an die aktuelle Situation an, indem er Vorgänge priorisiert.

Die Sicherstellung der Materialdeckung erreicht er durch eine permanente Synchronisation der Bedarfs- und Zugangssituation in der Fertigung. In einer komplexen Fertigung lassen sich ähnliche Arbeitsgänge aus unterschiedlichen Aufträgen – etwa Lackierungen – zusammenfassen, ohne die jeweiligen Liefertermine zu gefährden.

Das Dashboard visualisiert die Fertigungsnetze

Eine integrierte Simulationsplattform ermittelt einen langfristigen Kapazitätsforecast. Fehlen noch Feinplanungsstrukturen, ermöglicht der Dynamische Produktionsabgleich die Einlastung so genannter Typenvertreter.

Er gleicht sie in der Simulation automatisch mit den Feinplanungsstrukturen ab, so dass unter Berücksichtigung aller laufenden Aufträge verschiedene Planungsszenarien und Arbeitsmodelle entstehen. Ein Dashboard visualisiert die vollständigen Fertigungsnetze und hebt kritische Pfade hervor.

Insgesamt erreicht der ERP-Standard Psipenta mit dem neuen AMC-Modul höchste Datentransparenz in der Darstellung der realen Prozesse und optimiert die betriebswirtschaftlichen Aspekte und technischen Abläufe entlang der gesamten Supply Chain.

ERP-System sorgt für realistische Liefertermine

So haben sich in der Praxis eindeutige Leistungsmerkmale gezeigt: Selbstregulierende Mechanismen sorgen unter anderem für die Optimierung von Zeiten und Dispositionsparametern und eine Kapitalkostensenkung durch Bestandsregelung. Das Capable-to-Promise-Modul ermittelt etwa kritische Baugruppen und sieht die sofortige Reservierung von Beständen und Zugängen vor. Damit erzwingt Capable to Promise realistische Liefertermine.

Gleichsam als Königsdisziplin der Auftragsterminierung stellt sich der dynamische Produktionsabgleich dar. Er stellt eine rückstandsfreie Produktion sicher und priorisiert Fertigungsaufträge und Bestellungen. Die Materialsynchronisation in allen Produktionsbereichen stellt auch höchste Materialverfügbarkeit in der Montage sicher. Neben vielen anderen Funktionalitäten erstellt der Dynamische Produktionsabgleich Engpassanalysen und macht Vorschläge zu deren Behebung. Nicht zuletzt führt er auch eine Bestimmung künftiger Umsatzerwartungen durch.

Peter Dibbern ist Leiter Marketing Communications bei der Psipenta Software Systems GmbH in 10178 Berlin.

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