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Materialbewirtschaftung per Software-Leitstand

Materialbewirtschaftung per Software-Leitstand

Wenn die im Betrieb seit Jahren etablierte IT-Lösung drei Aufträge gleichzeitig auf eine Maschine plant, wird es offensichtlich: Ein System, das die Produktion nicht im Detail kennt, kann nicht sinnvoll planen. Die Feinplanung auf der produktionsnahen Ebene bietet dahingegen viele Vorteile. Das reicht von der zeitnahen Optimierung von Auslastung und Rüstzeiten bis zur Suche nach wirtschaftlich sinnvollen Fertigungsalternativen.


Dr.-Ing. Hanns Jürgen Hüttner ist Geschäftsführer der FLS Fertigungsleitsysteme GmbH & Co. KG.

Mehr und mehr Unternehmen erkennen, dass die produktionsnahe Planung mit schneller Rückkopplung aus dem Betrieb ein zentrales Element ist, um die Produktion trotz knapper werdender Ressourcen – Maschinen, Personal und Material – auch kostenmäßig zu optimieren. In vielen Betrieben erzeugen Enterprise-Resource-Planning-Systeme (ERP) die Fertigungsaufträge. Bringen die Systeme keine spezifische Unterstützung für Branchenprozesse mit, so fehlt vielfach die Information über die Fertigung, um realistisch planen zu können.

Dazu zählen mitunter sogar fundamentale Informationen über die Produktionsbedingungen – etwa auf welchen Maschinen welche Vorgänge mit welcher Geschwindigkeit laufen können oder welche Maschine innerhalb einer Gruppe am besten geeignet ist, bestimmte Produkte zu fertigen. So können Planungsvorgaben entstehen, die die Produktion nicht oder nicht wirtschaftlich umsetzen kann. Im Laufe der Zeit wurden viele Planungssysteme verbessert, aber oft muss gerade für die Suche nach wirtschaftlich sinnvollen Produktionsalternativen vieles nach wie vor manuell eingegeben oder korrigiert werden.

Materialbewirtschaftung und Feinplanung im Leitstand

Bisher erfolgt die Materialbewirtschaftung zumeist im ERP-System. Es erzeugt Fertigungsaufträge und Bestellungen und geht davon aus, dass die Fertigungsaufträge zu den theoretisch angenommenen Terminen ausgeführt werden. Ohne entsprechende Feinplanungsfunktionalität weiß das System zu diesem Zeitpunkt jedoch nicht, ob die Fertigungsaufträge zu diesen Terminen ausgeführt werden können und wie Maschinen und Personal ausgelastet sind. Die Fertigungsplanung wiederum übernimmt die so terminierten Fertigungsaufträge, plant sie in der optimalen Reihenfolge und geht davon aus, dass das ERP-System die Verfügbarkeit des Materials auch für diese Reihenfolge abgesichert hat. Beide Systeme rechnen also jeweils nur mit einem Teil der verfügbaren Informationen.

Umfassende Leitstandssysteme vereinigen hingegen Materialbewirtschaftung und Fertigungsplanung auf der Ebene der Manufacturing-Execution-Systeme (MES) und berücksichtigen die gegenseitigen Abhängigkeiten. Wenn ein Auftrag vorgezogen wird und er einem anderen Auftrag Material entzieht, kann der Leitstand den ‚Bestohlenen‘ so auf einen Zeitpunkt nach der nächsten Materiallieferung verschieben. Auf diese Weise erübrigt sich ein neuer Abgleich mit dem ERP-System.

Gleichzeitig hat der Leitstand Zugriff auf die ‚Realität‘ eines Produktionsbetriebes, das System kann die Ressourcen, Regeln sowie Alternativen abbilden und entsprechend planen: Wenn ein Artikel nicht in der Nachtschicht gefahren werden darf, weil sonst mit erhöhtem Ausschuss gerechnet werden müsste, wird ein anderer Zeitpunkt gewählt. Auch kurzfristig auftretende, günstigere Alternativen lassen sich so realisieren. Die Kopplung von Fertigungsplanung und Materialbewirtschaftung erlaubt es auch, die Bestellvorschläge an die konkret geplanten Fertigungsaufträge anzupassen. Die Praxis zeigt, dass sich durch eine solche Umstellung Bestände dauerhaft um bis zu 30 Prozent senken lassen.

Anpassbare System-Baukästen für branchenübergreifenden Einsatz

Damit realistisch geplant und optimiert werden kann, muss der Leitstand grundsätzlich alle Prozesse vorwegnehmen, die im Betrieb ablaufen. Doch bei vielen Systemen muss häufig noch auf Behelfslösungen – beispielsweise Excel – oder auf individuell programmierte Software ausgewichen werden. Der nächste Schritt muss darin bestehen, die Besonderheiten eines Betriebes in Standardsoftware lückenlos abzubilden und die unterschiedlichen Vorgänge in einer Produktion als einfach anwendbare Bausteine zur Verfügung zu stellen. Das bedeutet für Hersteller, einen einfach zu bedienenden ‚Baukasten‘ zur Verfügung zu stellen, der Vorgänge, die auf den ersten Blick unterschiedlich sind, so generalisiert abbildet, dass sie einfach zu implementieren sind – auch in unterschiedlichen Branchen. Ein Beispiel: Der Übergang von einer Farbe zu einer anderen ist in der Schokoladenindustrie ebenso wichtig wie beim Spritzgießen von Kunststoff: In beiden Branchen müssen die Maschinen beim Wechsel von Dunkel nach Hell gereinigt werden.

Kurze Durchlaufzeiten sind nur eine Seite der Medaille

Die Verbindung von Materialbewirtschaftung und Fertigungsplanung gestattet Anwendern, gegenseitige Abhängigkeiten – etwa im Hinblick auf Materialverfügbarkeit sowie Maschinen- und Mitarbeiterauslastung – bei der Planung im Leitstandssystem zu berücksichtigen. Ein technologischer Ansatz, um diese enge Verknüpfung zu erreichen, ist die Verlagerung von Aufgaben aus dem Bereich Materialwirtschaft auf die produktionsnahe IT.

Viele Planungssysteme arbeiten bei der Optimierung zudem noch mit kurzen Durchlaufzeiten als einziges Kriterium. Doch eine Durchlaufzeit, die im Vergleich mit anderen Alternativen kurz ist, kann immer noch eine unnötig lange – und damit teure – Rüstzeit enthalten. Deshalb ist es wichtig, dass Planungssysteme neben der Terminberechnung auch die Kosten einbeziehen. Auf Basis der unterschiedlichen Kostensätze und der verschiedenen Produktionsgeschwindigkeiten der einzelnen Maschinen lässt sich berechnen, auf welcher Maschine die Fertigung insgesamt günstiger ist. Ebenso lässt sich vergleichen, ob es aus Termin- oder Kostengründen sinnvoller ist, angearbeitetes Material zwischenzulagern, um es dann mit einer kleinen Rüstzeit gemeinsam mit anderen Aufträgen zu verarbeiten. Auf diese Weise kann entschieden werden, welche Auftragszuordnung aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten günstiger ist.

Der Planer wird wieder zum Entscheider

In leistungsfähigen Software-Systemen nimmt der Leitstand dem Planer bereits heute bei der komplexen Aufgabenstellung der Produktionsoptimierung alle Rechenoperationen ab und präsentiert ihm einen Vorschlag, den er annimmt, ablehnt oder individuell nachbearbeitet. Außerdem kann ein Software-Leitstand auf mögliche Verbesserungsmaßnahmen hinweisen, zum Beispiel auf Zusatzarbeitszeiten oder Teilmengenlieferungen. Diese Arbeitsweise geht mit der grafischen Darstellung der Ergebnisse einher – der Planer sieht die Aufträge etwa als farbige Balken, die er mit der Maus verschieben kann. So kann der Planer auf einer ganz anderen Ebene arbeiten: Er wird wieder zum Entscheider, er erkennt kritische Situationen sofort und bestimmt, wie ein Auftrag termingerecht und kostengünstig bedient werden kann.

Suche nach Alternativen: Autoradios machen es vor

Wenn die Vorgänge in den Betrieben abgebildet sind und der Leitstand die Feinplanung übernimmt, sind die Anwender in der Lage, zeitnah Alternativen durchzuspielen. Ein Beispiel ist die Entscheidung darüber, ob Dinge selber gefertigt oder nach außen vergeben werden. Unterstützt der Leitstand diese Funktion, kann der Anwender angeben, ob externe Arbeitsplätze existieren und ob der Auftrag bevorzugt extern oder im eigenen Werk gearbeitet wird. Erst wenn ein Termin an der bevorzugten Fertigungsstätte nicht mehr gehalten werden kann, wird die Vergabe auf die Alternative freigegeben. Wenn Materialbewirtschaftung und Fertigungsplanung zusammengeführt werden und das System Alternativen prüfen kann, können auch neue Ansätze realisiert werden: Während der Planer auf einem Rechner im Meisterbüro arbeitet, kann ein zweiter Rechner ständig prüfen, ob ein anderer Plan besser zu den veränderten Informationen passt. Ein ähnlicher Vorgang ist in vielen Autoradios realisiert: Ein Tuner gibt das aktuelle Programm wieder, ein zweiter sucht ständig eine Frequenz, auf der der Empfang besser ist.

Just-in-time: Fertigungsplanung im Minutentakt

Ein weiterer Grund für die Verlagerung der Produktionsplanung in den Leitstand ist die intensive Vernetzung zwischen Kunden und Lieferanten. Viele Unternehmen sind eingebettet in den Materialfluss ihrer Lieferanten und Kunden, deshalb muss schnell auf kurzfristige Änderungen reagiert werden. Ein Beispiel ist die Lieferung von flüssigem Aluminium, das ein Hersteller von Motorblöcken in regelmäßigen Abständen von einer Aluminiumhütte erhält. Wenn der LKW auf dem Weg zum Kunden in einen Stau gerät, muss das verarbeitende Unternehmen schnell eigene Aluminiumbarren schmelzen, damit der Gießbetrieb nicht unterbrochen wird. Dann muss die Produktionsplanung innerhalb von wenigen Minuten reagieren. In dem Moment, in dem die Nachricht eintrifft, kann per Software-Leitstand die Planung an den neuen Istzustand angepasst und alle Tätigkeiten veranlasst werden, die mit der Änderung verbunden sind, zum Beispiel das Aufheizen des eigenen Ofens und die Bereitstellung der Barren aus dem Lager.

Zentrale Kontrollinstanz auch für das Management

Wenn ein Planungssystem durch die Verknüpfung von Materialbewirtschaftung und Fertigungsplanung Termine und Kosten quasi in Echtzeit berücksichtigt, ist es in der Lage, die Entwicklung der kommenden Wochen oder Monate präzise abzubilden. Damit kann die Software auch Umsätze und Kosten für die entsprechenden Zeiträume berechnen. So wird die Feinplanung auf MES-Ebene zum Steuerungsinstrument für Werkhalle und Management.