APS und der Digital Twin

Wie APS-Systeme die Optimierung der Wertschöpfungskette revolutionieren

Der Begriff „Digital Twin“ bezieht sich auf die virtuelle Repräsentation eines realen Objekts, Prozesses oder Systems. Diese virtuellen Zwillinge werden eingesetzt, um die Leistung des jeweiligen Objekts, Prozesses oder Systems zu simulieren, zu analysieren und zu optimieren. Leistungsstarke Advanced Planning and Scheduling (APS)-Systeme übernehmen eine zentrale Rolle bei der Verwirklichung solcher Digital Twins.

APS-Systeme sind Software-Lösungen, die, beispielsweise mithilfe heuristischer Algorithmen, die Planung der Produktion entlang der Wertschöpfungskette eines Unternehmens optimieren. Sie unterstützen produzierende Unternehmen dabei, ihre Produktionsprozesse zu simulieren und zu verbessern, Ressourcen effizient zuzuweisen, Lieferzeiten einzuhalten sowie Durchlaufzeiten, Bestände und Herstellungskosten zu reduzieren.

Ein APS-System greift auf die im ERP-System hinterlegten Stammdaten zu und erstellt einen virtuellen und zukünftigen Produktionsplan – Wochen, Monate oder Jahre im Voraus – ähnlich einem digitalen Zwilling. Durch Simulation verschiedener Produktionsszenarien identifizieren APS-Systeme potenzielle Engpässe, mögliche Verspätungen oder Produktionsbeschränkungen und optimieren die Produktionspläne entsprechend.

Durch den Einsatz eines APS-Systems können die Stagnation von Halbfabrikaten zwischen Prozessen reduziert, die Produktionseffizienz gesteigert und die gesamte Produktionsleistung der Fabrik mit gleicher Resssourcenkapazität erhöht werden. Indem verschiedene Szenarien simuliert werden, können diese Systeme die zu erwartenden Auswirkungen von Änderungen vorhersagen, bevor sie in die Realität umgesetzt werden – sei es die Einführung neuer Schichtmodelle, Lieferantenwechsel, Änderung der Produktionstechnologie oder Investitionen in neue Maschinen. Dies trägt dazu bei, das Risiko kostspieliger Fehler zu minimieren und die Gesamtleistung zu verbessern.

Ein wesentliches Merkmal für eine effektive Planung ist die Fähigkeit eines APS-Systems, wie der Begriff „Zwilling“ impliziert, die Realität präzise abzubilden. Dies umfasst unter anderem:

• Produkteigenschaften
• Prozessregeln und -beschränkungen
• Ressourcenfähigkeiten
• Auftrags-Einlastungsregeln
• Planungslogik – sowohl produkt- und prozessbezogen als auch allgemein

Die meisten auf dem Markt erhältlichen APS-Systeme scheitern bereits an dieser ersten Anforderung. Darüber hinaus gibt es weitere Gründe, warum verschiedene APS-Software möglicherweise nicht zur Verwirklichung eines Digital Twins geeignet sind:

• Mangelnde Präzision der Stammdaten: Ein Digital Twin ist abhängig von genauen und aktuellen Daten aus verschiedenen Quellen, wie ERP-System und MES. Häufig fehlt jedoch zur Abbildung der realen Prozessregeln und -beschränkungen der erforderliche Detailgrad in den Daten. Die meisten APS-Systeme haben nicht die Fähigkeit das zu kompensieren.
• Begrenzter Umfang: Herkömmliche APS-Systeme konzentrieren sich oft auf die Optimierung von Produktionsplänen innerhalb eines bestimmten Werks oder einer Abteilung, während der Digital Twin eines leistungsstarken APS eine ganzheitliche Sicht auf die Planung gewährt und eine Prozesssynchronisation der gesamten Wertschöpfungskette ermöglicht.
• Komplexe Algorithmen: Die Technologie des Digital Twins erfordert komplexe Algorithmen, um den Herstellungsprozess genau zu modellieren und zu simulieren.
• Mangel an Fachwissen: Die Programmierung eines APS/Digital Twins erfordert Fachkenntnisse in verschiedenen Disziplinen, einschließlich Datenwissenschaft und Prozessmodellierung und -optimierung. APS-Anbieter mögen nicht über die notwendigen Ressourcen und das Know-how hierfür verfügen.

Insgesamt erfordert die Umsetzung eines APS/Digital Twins die Zusammenarbeit über mehrere Teams/Abteilungen hinweg, ein tiefes Verständnis des Herstellungsprozesses und der Supply Chain sowie einen zuverlässigen APS-Berater.