APS und der Digital Twin
Ein Digital Twin (digitaler Zwilling) bezeichnet die virtuelle Darstellung eines reellen 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 können die zentralen Funktionen solcher Digital Twins übernehmen.
APS-Systeme sind Software-Lösungen, die – z.B. unter Verwendung heuristischer Algorithmen – die Planung der Produktion entlang der wertschöpfenden Kette eines Unternehmens optimieren. Sie unterstützen produzierende Unternehmen darin ihre Produktionsprozesse zu simulieren und zu verbessern, ihre Ressourcen effizient zuzuweisen und ihre Durchlaufzeiten, Bestände sowie Herstellungskosten zu reduzieren.
Ein APS-System verwendet die im ERP-System hinterlegten Stammdaten und berechnet einen virtuellen und zukünftigen Plan für die Produktion – Wochen, Monate, Jahre im Voraus – ähnlich einem digitalen Zwilling. APS-Systeme simulieren unterschiedliche Produktionsszenarien, identifizieren potenzielle Engpässe oder Produktionsbeschränkungen und optimieren Produktionspläne.
Durch die Verwendung eines APS-Systems können Produktionsunternehmen Stagnationszeiten reduzieren, die Produktionseffizienz verbessern und ihren Output erhöhen. Dadurch, dass sie unterschiedliche Szenarien simulieren, können solche Systeme die Auswirkungen von Änderungen vorhersagen, bevor diese in die Realität umgesetzt werden, z. B. neue Schichtmodelle oder Investitionen in neue Maschinen. Dies hilft, das Risiko teurer Fehler zu reduzieren und die Gesamtleistung zu verbessern.
Die Voraussetzung für eine umsetzbare und gute Planung ist, dass ein APS-System, wie das Wort „Zwilling“ impliziert, in der Lage ist, die Realität zu 100 % genau abzubilden in Bezug auf:
- Produkteigenschaften
- Prozessregeln und -beschränkungen
- Ressourcenfähigkeiten
- Einlastungsregeln
- Planungslogik — prozessbezogen und insgesamt
Die meisten auf dem Markt erhältlichen APS-Systeme scheitern bereits an dieser ersten Anforderung. Es gibt jedoch einige weitere Gründe, warum verschiedene dieser APS-Software möglicherweise nicht als Digital Twin geeignet sind:
- Mangelnde Präzision der Stammdaten: Ein Digital Twin ist abhängig von genauen und aktuellen Daten aus verschiedenen Quellen, wie ERP- und MES-Systemen. APS-Systeme können diese Daten möglicherweise nicht effektiv integrieren, insbesondere wenn die Standardzeiten der Stammdaten inkorrekt sind, was zu ungenauen Simulationen und Vorhersagen führt.
- Begrenzter Umfang: Herkömmliche APS-Systeme konzentrieren sich oft darauf, Produktionspläne innerhalb eines bestimmten Werks oder einer Abteilung zu optimieren. Ein leistungsstarkes APS als Digital Twin erfordert jedoch eine ganzheitliche Sicht auf die Synchronisation der gesamten Wertschöpfungskette, einschließlich Upstream- und Downstream-Operationen, Material-Lieferkette und Kundenanforderungen.
- Komplexe Algorithmen: Die Technologie des Digital Twins erfordert komplexe Algorithmen, um den Herstellungsprozess genau zu modellieren und zu simulieren. Viele sogenannte APS-Systeme auf dem Markt verfügen möglicherweise nicht über die notwendigen Algorithmen oder Rechenleistung, um die Komplexität eines Digital Twins zu bewältigen.
- Mangel an Fachwissen: Die Implementierung eines Digital Twins erfordert Fachkenntnisse in mehreren Disziplinen, einschließlich Datenwissenschaft, Prozess-Modellierung, Simulation sowie standardisierte Prozesse und Methoden in allen Prozessen. Unternehmen mögen nicht über die notwendigen Ressourcen und das Know-how verfügen, um ein APS-System erfolgreich zu implementieren.
- Widerstand gegen Veränderungen: Die Implementierung eines APS-Systems als vollautomatisiertes Planungssystem erfordert einschneidende Veränderungen an bestehenden manuellen Prozessen und Systemen. Dies kann zu Widerständen seitens Mitarbeiter und Management führen und die erfolgreiche Implementierung eines APS erschweren.
Insgesamt erfordert die Implementierung eines APS/Digital Twins sorgfältige Planung, Zusammenarbeit über mehrere Teams/Abteilungen hinweg, ein tiefes Verständnis des Herstellungsprozesses und einen zuverlässigen APS-Berater.
