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Entscheidungen durch den Einsatz von MES absichern

Komplexität in der Produktion beherrschen

Die Anforderungen an die Produktionsplanung sind in den letzten Jahren in vieler Hinsicht gestiegen. Als Folge kürzerer Produktlebenszyklen, steigender Variantenvielfalt und fortschreitender Globalisierung der Wertschöpfungsnetzwerke entstehen immer komplexere Planungs- und Steuerungsprozesse, die sich in vielen Fällen nicht ohne den Einsatz von Manufacturing-Execution-Systemen beherrschen lassen.

Bild: Fraunhofer IPA

Komplexität in der Produktion wird zunehmend als Gegenspieler eines leistungsfähigen Produktionsplanungssystems (PPS) gesehen, da der Mangel an Standardisierbarkeit den Prinzipien moderner industrieller Fertigung nach dem Lean-Gedanken widerspricht. Im Gegensatz zu komplizierten Sachverhalten lassen sich komplexe Probleme weder in Teillaufgaben zerlegen noch ihr Ausgang eindeutig berechnen, da sich zahlreiche Handlungs- und Entscheidungsalternativen gegenseitig beeinflussen. Komplexe Aufgaben lassen sich nur durch Verringern oder Beherrschen der Komplexität lösen. Während eine Komplexitätsreduktion auf die Beseitigung der Ursachen zielt, verringert die Strategie der Komplexitätsbeherrschung negative Auswirkungen von Entscheidungen in komplexen Systemen. In der Produktion treten an verschiedenen Stellen Komplexitätstreiber auf, welche sowohl die Produktionsplanung als auch die -steuerung beeinflussen. Diese Treiber werden maßgeblich durch vier Faktoren bestimmt:

  • Unternehmerische Zielsetzungen und Strategien liefern die übergeordneten Grundsätze, die Produktionsentscheidungen wie das logistische Leitbild beeinflussen.
  • Externe Einflussfaktoren wie das Verhalten von Kunden, Lieferanten oder Umwelteinflüsse können durch das Unternehmen nicht kontrolliert werden.
  • Interne Einflussfaktoren repräsentieren neben dem Verhalten von Mitarbeitern auch verbindliche Rechte und Pflichten wie Nachweis- und Dokumentationsauflagen.
  • Der Betriebstyp des Produktionsunternehmens definiert sich durch Produktionsmerkmale wie Fertigungsart, Ablauf der Fertigung oder Auftragsauslösungsart.

Planung und Steuerung im Blick

Aus diesen vier Faktoren ergibt sich für jedes Produktionsunternehmen ein individuelles Komplexitätsprofil. Ein typisches Profil zeigt die Komplexitätstreiber mit Auswirkungen auf Planungs- und Steuerungsseite. Auf der Planungsseite spielen vorwiegend externe Faktoren wie Liefer- und Wiederbeschaffungszeiten, Schwankungen in Bedarf und Auftragsmix sowie kurze Produktlebenszyklen eine Rolle. Auf Steuerungsseite sind mit Änderungen bezüglich Mengen und technischen Merkmalen, Qualitätsproblemen, Rssourcenausfall sowie Unsicherheiten auf Beschaffungsseite vor allem interne Einflüsse für Komplexität verantwortlich. Die Ermittlung der Ausprägungen dieser Aspekte sowie das Bewusstsein für daraus folgende Problemstellungen dienen als Grundlage für sämtliche Maßnahmen zur Bewältigung der Komplexität. Dieser Blick auf Planung und Steuerung macht deutlich, dass sich viele Komplexitätsaspekte nicht merklich reduzieren lassen. Gegenmaßnahmen beschränken sich daher in der Regel auf Kompromisse, die von Nebenwirkungen begleitet werden. Dazu zählen etwa vertragliche Ausschlüsse von Schwankungen in Bedarf oder Lieferzeit.

Komplexe Abläufe bewältigen

Beim Ansatz der Komplexitätsbeherrschung wird das Komplexitätsprofil einer Fertigung nicht verändert. Stattdessen werden Maßnahmen abgeleitet und umgesetzt, die Komplexität beherrschbar machen. Dazu ist zunächst eine klarer Blick auf die Produktionsprozesse erforderlich, der auf Basis eines vollständigen Abbilds der Handlungs- und Entscheidungsalternativen sowie von Wechselwirkungen mit aktuellen oder zukünftigen Abläufen eine Minimierung der Risiken von Fehlentscheidungen gestattet. Kern dieses Ansatzes ist eine aktuelle, strukturierte Datenbasis über die Produktionsprozesse. Diese Basis kann eine MES-Lösung bieten, etwa durch Aufbereitung von Betriebs- und Maschinendaten (BDE/MDE) zur Verwendung im Enterprise Resource Planning-System (ERP). Das MES-Datenmanagement dient dabei als Schnittstelle zwischen ERP-System und Automatisierungsebene.


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