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Viele Maschinen- und Anlagenbauer kennen das aus ihrer Produktion: Die verfügbaren Ressourcen könnten effizienter genutzt, Aufträge besser geplant und Liefertermine realistischer vorhergesagt werden – zumindest in der Theorie. Für die praktische Umsetzung sind digitale Lösungen gefragt, mit deren Hilfe die Produktion von Anfang bis Ende intelligent wird – also eine Smart Factory. Ein Beispiel für eine intelligente Software, die sich im Maschinen- und Anlagenbau schon seit langer Zeit bewährt, ist ein Advanced-Planning-and-Scheduling-(APS)-System, das auf entscheidungsintelligenten Verfahren der KI und fortgeschrittener Mathematik des Operations Research basiert. Die smarte Lösung macht komplexe Planungsprozesse beherrschbar und ermöglicht so eine bisher nicht realisierbare Optimierung.
Planungskomplexität transparenter machen
Neben den Effekten durch KI ist auch die Transparenz über alle Aufträge und Ressourcen ein großer Vorteil einer optimierten Produktionsplanung in der Smart Factory. Smarte Maschinen- und Anlagenbauer produzieren effizienter und können flexibler auf unerwartete Störungen reagieren. Daraus ergeben sich erhebliche Verbesserungen hinsichtlich Zeit, Qualität und Kosten. Erreicht wird dies vor allem dadurch, dass ein intelligentes APS-System den gesamten Wertschöpfungsprozess im Blick hat und Aufgaben auch abteilungs- oder sogar werksübergreifend koordiniert. Denn neben der Produktion gehören auch vor- und nachgelagerte Bereiche wie Vertrieb, Konstruktion, Einkauf und Montage dazu. Dank der KI-basierten Software haben alle Fachabteilungen Zugriff auf alle relevanten Informationen und kennen jederzeit den aktuellen Status der Aufträge. Die Mitarbeitenden können schnell beurteilen, welche Auswirkungen ein neuer Auftrag mit sich bringt oder welche Maßnahmen frühzeitig ergriffen werden müssen, um Liefertermine zuverlässig einzuhalten.
Dass solche smarten Lösungen nicht nur in der Theorie Mehrwerte schaffen, zeigt Stöber Antriebstechnik. Der Maschinenbauer beliefert seine Kunden mit Getrieben, Motoren, Getriebemotoren und entsprechender Elektronik sowie Kabeln. Die Lösungen des Unternehmens sind sehr vielfältig, modular aufgebaut und frei skalierbar, sodass sie bedarfsgerecht an die individuellen Anforderungen der Kunden angepasst werden können. Durch dieses Angebot entstehen bei Stöber komplexe Fertigungsnetze, für die das Unternehmen ca. 16.000 verschiedene Maschinenkomponenten bevorratet, selbst fertigt oder bei externen Zulieferern in Auftrag gibt. „Etwa 50 Prozent unserer Lösungen beginnen in der Fertigung und liegen nicht bereits versandfertig im Lager“, erklärt Heinz Ueberacker, Werksleiter bei Stöber. Der Steuerungsbedarf, der sich daraus ergibt, ist enorm hoch.
Um alle Aufträge im Blick zu behalten und termingerecht fertigzustellen, setzt das Unternehmen daher seit 2005 auf das APS-System Felios des Aachener Optimierungsspezialisten Inform. Werksleiter Ueberacker setzte sich in den vergangenen Jahren mithilfe von ERP-Systemen und dem intelligenten Add-on für die Produktionsoptimierung stark für die Digitalisierung ein und ging damit einen großen Schritt näher in Richtung Smart Factory. „Felios ist seit 2005 unser führendes System“, erinnert er sich. Die Algorithmen des APS-Systems berechnen eine realistische Reihenfolge, die das bestmögliche Gesamtergebnis zum Ziel hat. Sie übernehmen alle planungsrelevanten Daten aus dem ERP-System, um unter Berücksichtigung der verfügbaren Ressourcen und Kapazitäten optimale Terminpläne zu generieren.
Transparenz entlang der gesamten Wertschöpfungskette
Der besondere Mehrwert durch den Einsatz des smarten Optimierungssystems liegt für Ueberacker in der hohen Transparenz, die es über alle fertigungsnahen Abteilungen hinweg schafft. Vor der Implementierung führten die fehlende Gesamtübersicht über alle Aufträge und die Rückwärtsterminierung zu Vergangenheitsterminen und daher auch zu einem hohen manuellen Abstimmungsbedarf und Fehlteilen, die häufig den Liefertermin gefährdeten. Heute ermöglicht das KI-gestützte APS-System eine bedarfssynchrone Beschaffung und Disposition sowie eine verbesserte Synchronisation der komplexen Auftragsnetze über alle Bereiche hinweg. „Einkauf, Vertrieb und Produktion haben zu jedem Zeitpunkt den gleichen, immer aktuellen Wissensstand.“ Die Software dient somit auch als Kommunikationsplattform. „Müsste der Vertrieb bei jeder Terminvereinbarung oder Verzögerung den Hörer in die Hand nehmen, bräuchten wir zusätzliche Ressourcen“, ist sich der Werksleiter sicher.
Wer sich in die Softwareoberfläche eingeloggt hat, sieht zu jedem Auftrag den aktuellen Status farblich markiert. Fehlt beispielsweise ein Zukaufteil, ist die Montage blockiert und der Vertrieb erkennt selbstständig, dass ein manueller Umplanungsversuch keinen Erfolg verspricht. Zeichnet sich jedoch aufgrund eines Maschinenausfalls, eines Fehlteils oder einer anderen Störung eine Verzögerung ab, schlägt das System geeignete Gegenmaßnahmen vor und gibt konkrete Handlungsempfehlungen, um die in Verzug geratenen Aufträge zu retten.
Planungs- und Informationssicherheit für fundierte Entscheidungen
Die Software führt über Nacht die Aktualisierung und Neuberechnung aller planungsrelevanten Daten durch. Sie generiert die tagesaktuellen Arbeitsvorratslisten für jede Ressource und kommuniziert diese direkt digital an den Shopfloor. So wird sichergestellt, dass an jeder Ressource an den richtigen Aufträgen gearbeitet wird. Die vier Key-User prüfen darüber hinaus die längerfristige Planung. Nach dem Prinzip des Management-by-Exception zeigt ihnen das System sich abzeichnende Engpässe priorisiert an, sodass eine gezielte Steuerung erfolgen kann. „Wir können die Konsequenzen unseres Handels durch die Darstellung der Abhängigkeiten im System viel besser erkennen“, erklärt Werksleiter Ueberacker. Ob ein dringender Eilauftrag bedient werden sollte, obwohl sich dadurch beispielsweise ein Großauftrag verschiebt, sei dank der smarten Lösung nun eine fundierte und bewusst getroffene Entscheidung.
