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Regler für den Materialfluss

Agile Produktionslogistik im Flugzeugbau

Im Forschungsprojekt ‚Agilita – Agile Produktionslogistik und Transportanlagen‘ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie wird ein flexibles Materialflusssystem für den Produktionseinsatz in kleinen und mittleren Unternehmen entwickelt. Das Herz der Anlage ist ein agentenbasiertes Manufacturing Execution-System. Die Lösung liefert auf Basis von Planungsdaten aus dem Geschäftssystem und Positionsdaten optimal terminierte Transportaufträge und überwacht deren Ausführung. Eine Pilotimplementierung beim Projektleiter Premium Aerotec GmbH soll die Leistungsfähigkeit des Konzeptes unter Beweis stellen.

Bild: IFW/Bettina Fischer

Je flexibler eine Produktion angelegt ist, etwa um Eilaufträge einzuschieben oder unterschiedliche Produkte auch in kleinen Stückzahlen effizient zu fertigen, desto anspruchsvoller wird die Planung des Einsatzes von Material, Maschinen und Personal. Störgrößen, wie nicht eingeplanter Ausschuss, Lieferengpässe oder Maschinen- und Personalausfälle, müssen schnellstmöglich ‚ausgeregelt‘ werden. Dazu muss jederzeit bekannt sein, welche Produkte gerade an welcher Maschine bearbeitet werden oder auf welchen Transportwegen sie gerade unterwegs sind. Erforderlich ist auch die Kenntnis von Abladezeit und Ort temporär abgelegten Materials. Eine Abweichung zwischen geplantem und realem Materialfluss muss angezeigt werden und dient als Basis für steuernde Maßnahmen.

Echtzeitkontrolle per IT

Die Steuerung und Überwachung einer flexiblen Produktion ist ohne EDV-Hilfsmittel kaum zu bewerkstelligen. Hier kommen Manufacturing Execution Systeme (MES) zum Einsatz, die umfassend über alle Belange der Produktion informiert sind, weil sie einerseits aus der Planungsebene – etwa über Enterprise Resource Planning- (ERP) und Production Planning and Scheduling-Software (PPS) – über die aktuellen und zukünftigen Werkaufträge informiert werden und andererseits den tatsächlichen aktuellen Zustand der Produktion über geeignete Messverfahren ermitteln.

ME-Systeme dienen vielfach als Bindeglieder zwischen Planung und Automatisierung und verarbeiten Störgrößen mit sehr kurzen Reaktionszeiten. Am Markt angebotene ME-Systeme haben allerdings unterschiedliche Schwerpunkte. Die IT-Lösungen können meist nicht direkt verglichen werden, sondern sind aus Sicht eines konkreten Produktionsumfeldes auf ihre Eignung zur Lösung anstehender Probleme zu analysieren. Bei dem Intralogistikprojekt Agilita wird das agentenbasierte System A-MES eingesetzt und der Schwerpunkt auf die Steuerung des Materialflusses in der Produktion gelegt.

Das vordergründige Ziel besteht darin, Durchlaufzeiten und Materialpuffer zu minimieren. Bei der Entwicklung des Systems wurde ein Konzept zur laufenden Synchronisierung der Systemdaten mit dem in der Produktion gemessenen Geschehen verfolgt, was ein Höchstmaß an Überblick zu allen Produktionsprozessen liefert. Das zuständige Personal wird so gezielt über Abweichungen zwischen Planung und tatsächlichem Produktionsablauf informiert.

Regelung der Produktion

Das IT-System fungiert damit als Regler, der die Auswirkungen von Störungen des Produktionsablaufes minimiert. Dabei übernimmt das Personal die Ausführung der Steuerung aufgrund der vom MES gelieferten Informationen. Als Besonderheit werden dabei zwei voneinander zeitlich entkoppelte Regelkreise aufgebaut. Ein relativ langsamer Regelkreis wird über das Personal der Planungsabteilung und das ERP/PPS geschlossen. Dieser so genannte kontinuierliche Verbesserungsprozess (KVP) wird über die Optimierung der Planungsparameter im ERP/PPS wirksam. Ein weiterer, deutlich schnellerer Regelkreis wird über das Personal in der Produktion und die Automatisierung, darunter Maschinenbedienung, Transportsteuerung und Qualitätsüberwachung, geschlossen. Darüber werden ungeplante Störungen wie Eilaufträge, Maschinenausfälle oder allgemeine Verzögerungen ausgeregelt.


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