Vollautomatische Produktionsplanung im Formenbau bei der Horst Scholz GmbH

Herstellung von Präzisions-Kunststoffteilen für Mikrotechnik, Verzahnungstechnik und Medizintechnik

Die Horst Scholz GmbH & Co. KG wurde 1974 gegründet und ist bis heute ein eigentümergeführtes Familienunternehmen mit Sitz in 96317 Kronach. Das Unternehmen stellt Präzisionskunststoffteile für Mikrotechnik, Verzahnungstechnik und Medizintechnik her. Eine Besonderheit ist die High-End-Performance in der Modellierung von Kunststoff für den Formenbau, wobei alle Kunststoffformen im eigenen Werk hergestellt werden.

Überragende Produktqualität ist ein Markenzeichen von Scholz. Sie wird möglich durch den Einsatz von 75 Hochleistungs-Spritzgießmaschinen und der dazugehörigen Peripherie.

Ausgangssituation Firma Scholz

In 2017 baute die Horst Scholz GmbH & Co. KG ca. 40 neue Werkzeugformen. Ihr ERP-System ist Microsoft NAVISION. Mangels anderer Planungs-Tools waren sie bisher gezwungen, ihre Prozesse mit Excel, d.h. manuell zu planen und zu steuern. Um Werkzeugformen zu erstellen, müssen zunächst viele unterschiedliche Elektroden für den Einsatz in Senkerodiermaschinen hergestellt werden; parallel dazu wird eine Vielzahl verschiedener Metallteile hergestellt, bevor sich alle Komponenten in der Vor- und Endmontage treffen. Allein für die Herstellung einer Form sind hunderte Prozesse – viele davon parallel verlaufend – zu planen. Dabei laufen mehrere Projekte gleichzeitig, d.h. mehrere Aufträge werden auf dem gleichen Maschinen-Pool bearbeitet.

Bei so komplexen Fertigungsprozessen inklusive einer Kombination von Auswärts- und Inhouse-Fertigung ist es für ein menschliches Gehirn (mit Hilfe von Excel) unmöglich, eine optimale Reihen­folgeplanung zu erstellen. Die Folgen bei Firma Horst Scholz waren:

  • Die Komplexität der Planungsprozesse nahm mit steigender Werkzeuganzahl und externer Einflüsse enorm zu
  • Aufgrund dessen konnte das Fertigstellungsdatum nur unscharf angegeben werden und es mussten zusätzlich Planungsreserven dem Herstellungstermin zugeschlagen werden. Dies führte zu Verlängerungen der Lieferzeiten.
  • Der Starttermin für die Folgeaufträge wurde aus Erfahrung festgelegt und entsprach einer Push-Produktion.
  • Die nicht-synchrone Fertigung der einzelnen Komponenten führte zu langen Durchlaufzeiten.
  • Die hohe Stagnation verursachte hohe Bestände, besonders Halbfabrikate.
  • Die Haupttätigkeit des Planers war nicht zu planen, sondern die Arbeit für heute und morgen zu organisieren.

Aufgrund der Zunahme der Planungskomplexität, geschuldet der enorm gestiegenen Auftragslage, war eine Optimierung der Prozesse notwendig. Die daraus resultierenden Anforderungen setzten eine erhebliche Effektivitäts- und Effizienzsteigerung voraus.

 

APS Auswahl

Die Geschäftsleitung von Horst Scholz GmbH & Co. KG, Herr Martin Rebhan und Herr Karl-Herbert Ebert, meldeten sich Mitte Oktober 2017 bei Asprova AG, schilderten ihre Probleme und baten um Beratung. Den Herren wurde bei der Auswahl eines Planungs-Tools folgende systematische Vorgehensweise empfohlen:

  1. Erstellung eines APS Specification Sheets (Mitte November 2017)
  2. Zielvereinbarung
  3. Datenanalyse (Arbeitspläne, Stücklisten, Aufträge, etc.)
  4. Erstellung eines Prototyps mit echten Kundendaten
  5. Präsentation des Prototyps und Verifizierung der Ergebnisse (Mitte Dezember 2017)

Herausforderungen an die Produktionsplanung

Die wichtigste Anforderung an eine Planungs-Software ist die Fähigkeit, die „Realität“ der Fabrik zu 100 % abzubilden, das heißt, alle Produkt­eigenschaften, Prozesse, Prozessregeln und -restriktionen sowie Planungsrestriktionen werden berücksichtigt. Die Abbildung der Horst Scholz-spezifischen Regeln und Restriktionen für den Werkzeugformenbau war eine Herausforderung, u.a.:

  • Multi-Level Finit-Kapazitätsplanung: für alle einzelne Prozesse müssen Hauptressourcen und Subressourcen gleichzeitig und unter Berücksichtigung von Finit-Kapazitäten geplant werden, wobei bei mehreren Prozessen eine Hauptressource mehrere Subressourcen haben kann, z.B.: Hauptressource ist eine Maschine; Subressourcen sind 2 unterschiedliche Vorrichtungen und Mitarbeiter
  • Automatische Auswahl von alternativen Maschinen mit unterschiedlichen Fähigkeiten hinsichtlich Produktdimension und Materialeigenschaft
  • Prozessschleifen (Looping): bestimmte Materialien kommen mehrmals zu bestimmten Ressourcen zurück und müssen immer in der richtigen Reihenfolge bearbeitet werden
  • Synchronisierung von Parallelprozessen und zusammenführenden Prozessen
  • Berücksichtigung der Rohmaterialverfügbarkeit
  • Berücksichtigung der Mitarbeiterverfügbarkeit: Schichtkalender und Urlaub
  • Auswärtsfertigung, z.B. Härtung (Abhol-/Liefertermin)
  • Automatische Prozessselektion, z.B. Entscheidung über Inhouse- oder Auswärtsfertigung nach bestimmten Kriterien

Implementierung und Ergebnisse

Nach erfolgreicher Verifizierung des Horst Scholz-spezifischen Prototyps folgte die Bestellung der Asprova-Lizenz Ende 2017.

  • Anfang Januar 2018 fand ein Kick-off Workshop statt. Im Anschluss daran erfolgte die Erstellung der Schnittstelle zu den relevanten Datenbanken
  • Basis-Parametrisierung in der Asprova Software
  • Festlegung der Einlastungsregeln und Planungslogik für einzelne Prozesse, Ressourcen und Aufträge
  • Die vollautomatische Planung mit Asprova läuft ca. 3 Wochen nach dem Kick-off (Parallelphase)
  • Ende Februar 2018: Go live der vollautomatischen Planung mit Asprova. Excel wird seitdem nicht mehr für die Planung eingesetzt.
  • Seither schrittweise Anpassung bzw. Verbesserung der Datenstruktur

Sowohl die Geschäftsleitung, Herr Martin Rebhan und Herr Karl-Herbert Ebert, als auch Asprova-User und Produktionsplaner sind von der neuen Asprova Planungssoftware begeistert.

Weitere Ergebnisse:

  • Sehr realistische und machbare Reihenfolgeplanung
  • Prozesssynchronisierung
  • Berücksichtigung der Materialverfügbarkeit in der Planung
  • Berechnung der Fertigung von 60 Werkzeugformen für 12 Monate im Voraus in 20 Sek.
  • Visualisierung des Status einzelner Aufträge 12 Monate im Voraus durch Auftrags-GANTT-Diagramm, Ressourcen-GANTT-Diagramm, Tabelle für Arbeitspläne/Reihenfolgefertigung, Kapazitäts-Auslastungsdiagramm; Materialverfügbarkeitsdiagramm
  • Zuverlässige Aussagen zu Fertigstellungsterminen von einzelnen Werkzeugformen

Weitere Infos zum Unternehmen Horst Scholz finden Sie hier:
https://www.scholz-htik.de/home.html