Spontaneität - Kein Fremdwort in der Feinplanung

Zum Beginn der Frühschicht: Das neue Bearbeitungszentrum ist in der Mannlosschicht in der Nacht zuvor wegen Hydraulikstörungen wieder mal stehen geblieben. "Wie sieht es mit den Terminen der drei Eilaufträge vom Chef aus, einer davon halb, zwei komplett unbearbeitet...?" Moderne Feinplanungs-Tools als Bestandteil eines Manufacturing-Execution-Systems (MES) schaffen die Voraussetzung dafür, dass sich Fertigungskapazitäten besser nutzen lassen. Und es lässt sich blitzschnell mit neuen Situationen umgehen, die Liefertermintreue und damit die Wettbewerbsfähigkeit steigern.

Direkt nach der Mittagspause klingelt das Telefon: "Das Material für den Auftrag Maier wird später geliefert als geplant, was können wir dem Kunden zum Liefertermin sagen?" Es sind Fragen wie diese, die tagtäglich auftauchen, die den Alltag des Meisters, des Produktionsplaners oder des AV-Manns regelmäßig durcheinanderbringen und die spontan zu beantworten in vielen Betrieben nach wie vor schwer fällt. Kein Wunder, denn während zur lang- und mittelfristigen Planung von Aufträgen auf kaufmännischer Ebene heute fast immer Software der Spezies Enterprise Resource Planning (ERP) und damit Systeme wie SAP, Abas, Baan, Bäurer oder Microsoft Dynamics zum Einsatz kommen, dominieren bei der tagesaktuellen Kapazitätsplanung in der Fertigung nach wie vor Plantafel, Excel-Tabelle und Schreibblock.

"Das liegt weniger am Nichtwollen der Mitarbeiter sondern am Nichtkönnen der meisten betriebswirtschaftlichen Softwarelösungen", weiß Peter Kirsch, Produktmanager MES und Planung bei Coscom in Ebersberg bei München. Kirsch spricht damit eine Eigenheit an, die bei fast allen Produktionsplanungssystemen (PPS) anzutreffen ist, nämlich deren prinzipielle Annahme, dass Fertigungsmittel unbegrenzt zur Verfügung stehen. "Kommt es bei der Versorgung von Material zu Störungen oder fällt eine Maschine aus, stimmt die ganze Planung nicht." Denn das Enterprise Resource Planning verarbeitet Auftrags- und Kundendaten nach dem sogenannten Material Resource Planning (MRP)-Prinzip, was bei der Grobplanung von Aufträgen absolut sinnvoll ist, bei der fertigungsnahen Feinplanung aber versagen muss. "Nach wie vor glauben viele, dass sich mit einem ERP-System auch die maschinennahen Bereiche planen und steuern lassen," so Kirsch, "doch dies scheitert spätestens dann, wenn bei der Planung Maschinendaten ins Spiel kommen und Ressourcen wie Materialverfügbarkeit, Werkzeuge oder Rüstpläne berücksichtigt werden müssen."

Genau auf diesen Aufgabenbereich sind spezielle Feinplanungs-Tools zugeschnitten, die unterhalb der ERP-/ PPS-Ebene maschinennah über die aktuelle Auftrags-, Ressourcen- und Materialsituation informieren und entsprechende Planungsszenarien zulassen. Im Gegensatz zu Leitstand-Lösungen aus den achtziger und neunziger Jahren, die mit ähnlich hohen Ansprüchen antraten, diese aber nur selten erfüllten, - Kennen Sie noch das Stichwort ,Leidstand'? - arbeiten aktuelle Vertreter dieser Gattung sehr zuverlässig, schnell und äußerst planungsgenau. Dies hat einmal mit immer schnellerer Hardware und besserer Kompatibilität der Komponenten zu tun, hauptsächlich aber mit den enormen Fortschritten beim Thema Software und damit in den Disziplinen Leistung, Funktionalität, Bedienungsfreundlichkeit sowie Integrationsfreudigkeit in über- und beigeordnete Systeme. Deshalb wird für Produktionsmanagement-Lösungen dieser Art, bei denen es längst nicht mehr nur um eine verbesserte Maschinenauslastung geht, sondern vielmehr um die Optimierung des gesamten Wertstroms (Supply Chain), seit vielen Jahren auch der Begriff Manufacturing Execution System (MES) verwendet.

Feinplanungs- oder MES-Lösungen greifen als Real-Time-Anwendungen direkt in die ausführenden Prozesse ein und planen die optimale Belegung real vorhandener Maschinenkapazitäten, was auch die Verfügbarkeit von Ressourcen wie Betriebsmittel oder Rohmaterial mit einschließt. Die dafür erforderlichen Informationen erhält das MES einmal aus dem übergeordenten ERP-System sowie auf Prozessebene durch Erfassung von Betriebsdaten, Maschinendaten und Personalzeit. Hinter dieser zunächst einfach klingenden Vorgehensweise verbirgt sich allerdings ein nicht unerhebliches Problem. Die Rede ist von dem gewaltigen Datenaufkommen, das vor allem bei der Erfassung von Betriebs- und Maschinendaten sozusagen im Sekundentakt generiert wird. Eine Herausforderung, der nur mit viel Wissen und Erfahrung auf dem Gebiet fertigungsnaher Software begegnet werden kann und weshalb die Anzahl der Anbieter von MES-Lösungen nach wie vor überschaubar sein dürfte. Moderne MES-Komponenten, wie das in diesen Tagen neu auf den Markt gekommene Leitstand-Tool ProXIA, gehen zudem über eine reine Belegungsoptimierung hinaus. Lösungen dieser Art verplanen alternative Arbeitsgänge und -pläne, berücksichtigen Transport- und Liegezeiten, planen ganze Auftragsnetzwerke und verfügen über raffinierte Simulationsmöglichkeiten. So lassen sich z.B. per Drag and Drop mit ProXIA unterschiedliche Szenarien simulieren. Danach entscheidet man sich für die beste Variante und setzt diese um. Beispiele können Eil-aufträge oder veränderte Auftragsprioritäten sein, ebenso ein Maschinenstillstand, fehlendes Material oder die Krankheit eines Maschinenbedieners - mit wenigen Mausklicks lässt sich blitzschnell und unter Berücksichtigung der Terminsituation eine neue Maschinenbelegung generieren. Zudem ließe sich per Simulation schnell herausfinden, ob es sich eventuell lohnt, eine zweite oder dritte Schicht zu fahren, um alle Termine zu halten. "So lässt sich die Maschinennutzung wesentlich verbessern. Neben der besseren Maschinenbelegung tragen hierzu auch geringere Stillstandszeiten bei, was nicht zuletzt durch die Materialverfügbarkeitsplanung erreicht wird", erklärt Peter Kirsch. "Dies drückt die Kosten nach unten und reduziert nachweislich die Durchlaufzeiten."

Im Gegensatz zum Enterprise Resource Planning, das von einer beliebigen Verfügbarkeit von Material und Fertigungskapazitäten ausgeht, fließen diese Einflussgrößen bei der Feinplanung mit Tools der neuesten Generation mit ein. Dies setzt einen speziellen Planungsalgorithmus voraus, bei dessen Entwicklung die jahrelange Erfahrung von Coscom auf dem Gebiet der Fertigungssoftware eingeflossen sei, wie Kirsch nicht ohne Stolz bemerkt. Dieser Algorithmus berechnet die unterschiedlichen Wertmengen. Hierbei werden im Wesentlichen die im ERP-System angelegten Fertigungsaufträge als Bedarfsverursacher den vorhandenen Ressourcen mit den entsprechenden Kapazitäten gegenüber gestellt. Bei der Reihenfolgebewertung finden zudem die Abhängigkeiten Berücksichtigung. Zielsetzung ist es dabei, in kürzester Zeit für einen Fertigungsauftrag eine optimale Maschinenbelegung sowie Durchlaufzeit zu berechnen.

Neben der Anbindung der Steuerungen von Maschinen und Automatisierungsequipment (MDE), der Integration von BDE- und PZE-Systemen gilt es bei einem MES-Projekt, eine aufgabengerechte Verbindung zum (vorhandenen) ERP/PPS-System zu erreichen. Bei ProXIA übernimmt dies eine eine bidirektionale Schnittstelle, die mit zahlreichen am Markt befindlichen ERP-Produkten kompatibel ist und die neben dem reinen Datenaustausch unter anderem auch einen gegenseitigen Funktionsaufruf zwischen MES- und ERP-Ebene ermöglicht. Wichtig ist auch, dass möglichst auf der gesamten Shopfloor-Ebene mit den gleichen Stammdaten gearbeitet werden kann, die in einer (möglichst SQL-fähigen) Datenbank verwaltet werden. Grundsätzlich bringt ein MES allen produzierenden Branchen Vorteile. Nicht zuletzt der Prozessindustrie, aus der viele der in MES-Konzepten hinterlegten Philosophien ursprünglich stammen. Die in diesem Artikel angesprochenen Aspekte beziehen sich auf die ,diskrete' Fertigung, also die Serien- und Variantenfertigung sowie die auftragsbezogene Einzelfertigung. Die Einsparpotenziale, die mit einer optimierten Feinplanung erschlossen werden können, sind in diesen Bereichen enorm. Bei Coscom spricht man denn auch von einer Amortisationszeit nach Inbetriebnahme so eines Systems von weniger als zwölf Monaten.

Moderne MES- bzw. Leitstand-Lösungen, dies zeigen zahlreiche Beispiele aus der Praxis, steigern die Planungssicherheit, reduzieren die Durchlaufzeiten und sorgen so für eine höhere Fertigungskapazität. Und es gibt noch einen weiteren wichtigen Vorteil, wie Peter Kirsch weiß: "Dank der transparenteren Planung sinkt zudem der Bestand an Halbfertigerzeugnissen und damit die Kapitalbindung." Ein zusätzlicher Effekt, der durch eine optimierte Feinplanung erreicht wird, sind kürzere Lieferzeiten und eine wesentlich verbesserte Termintreue. Ein klarer Wettbewerbsvorteil, von dem man als Fertigungsbetrieb nicht nur in Krisenzeiten profitiert.

Autor Wolfgang Bahle ist freier Fachjournalist aus München.

Internet: www.coscom.de   

IT&PRODUCTION, 05-2009