Industrie 4.0 und Produktionsplanung

Zu den Zielen einer Industrie 4.0 passt es kaum, dass geschätzte 99 Prozent der europäischen Hersteller, einschließlich weltbekannter Unternehmen, ihre Produktion mit ERP, aber in der Praxis mit Excel oder Papier und Stift planen.  

Was fehlt?

Heutzutage sind in vielen Unternehmen MES- und WMS-Anwendungen bereits mit dem ERP-System verknüpft. Immer mehr Unternehmen nehmen aktuell eine IoT-Anwendung in Betrieb oder richten M2M-Kommunikation ein. Bei aller Digitalisierung und Vernetzung bildet eine Produktionsfeinplanung das Gehirn einer Fabrik, und sämtliche Organe des Unternehmens sind darauf ausgerichtet, ihre jeweiligen Tätigkeiten Just in Time auszuführen. Wenn die Feinplanung mangelhaft ist oder gar fehlt, entstehen teure Verschwendungen. In einschlägigen Fachkommentaren und -artikeln zum Thema Industrie 4.0 wird das Thema Produktionsplanung aber oft kaum behandelt.

Hierzulande redet man seit über 20 Jahren über just-in-time bzw. just-in-sequence Lieferung in der Automobilindustrie. Aber in der Realität wird ein Logistik-Zentrum geführt und von dort aus erfolgt die „just-in-sequence“ Lieferung an die Montageabteilung oder zur Montagelinie des Endkunden. Die Abteilung für Produktionsplanung beschäftigt sich nicht vorrangig mit echter Planung, sondern überwiegend mit Feuerwehr­tätigkeiten, um die Lagerbestände im Auge bzw. unter Kontrolle zu halten.


ERP, MES, IoT

Ein Zukunftsprojekt im Rahmen von Industrie 4.0 ist die sogenannte Smart Factory, in der Fertigungsanlagen und Logistiksysteme autonom – ohne menschliche Eingriffe – untereinander kommunizieren und sich weitgehend selbst organisieren. Ein perfektes Beispiel für ein autonomes System ist der menschliche Körper.

So kann das ERP mit der Funktion des menschlichen Großhirns verglichen werden, welches für das kognitive Erkennen, das Gedächtnis, die „Datenverarbeitung“, das Denken, die Beurteilung und die Entscheidungsfindung verantwortlich ist.

Das MES erfüllt die Rolle des somatischen Nervensystems und ist wichtig für unsere Beziehung zur Außenwelt über Sinnesorgane, Muskeln, Haut. Die Rezeptionsfunktion übermittelt dem Gehirn den Befehl, den Körper als Antwort auf die empfangenen Informationen zu bewegen.

Das IoT erfüllt die Rolle des peripheren Nervensystems und sendet Informationen über ein Kommunikationsnetzwerk im gesamten Körper an das zentrale Nervensystem, während die vom zentralen Nervensystem gesendeten Befehle an jeden Körperteil übermittelt werden.


APS: Advanced Planning and Scheduling System

Das APS erfüllt im Vergleich mit dem menschlichen Körper eine der vielen Funktionen des Zwischenhirns, das als „Tor zum Bewusstsein“ gilt. Es steuert u.a. autonome sympathische und parasympathische Nerven und kommuniziert mit der Großhirnrinde und dem Rückenmark. So kann ein gesunder menschlicher Körper z.B. zielorientierte, harmonische Bewegungen machen.

Für ein Produktionsunternehmen ist das APS genau dieser wichtige Teil des „Gehirns“, um alle Aufträge harmonisch zu fertigen, d.h. via synchrone Prozesse die kürzest mögliche Durchlaufzeit zu erreichen. Hierzu werden alle Haupt- und Subressourcen sowie die Materialverfügbarkeit perfekt geplant und gesteuert.


Smart Factory?

In vielen Fachbeiträgen findet man die Aussage, dass in Zukunft Produktionsressourcen, wie Produktions­anlagen oder Roboter, Informationen direkt untereinander in Echtzeit austauschen und die Abläufe und Termine selbstständig untereinander koordinieren. Das würde bedeuten, um beim Vergleich mit dem menschlichen Körper zu bleiben, dass die Gliedmaßen untereinander direkt kommunizieren und sich untereinander selbständig koordinieren – ohne das Zwischenhirn als „Schaltstelle“. Das dürfte kaum funktionieren. Oft wird in den einschlägigen Diskussionen die Rolle der Produktionsplanung ausgespart. Das könnte am fehlenden Bewusstsein und Unkenntnis des Topmanagements liegen. Viele von ihnen kennen die eigene Realität nicht tief genug. Sie glauben, dass mit ERP + MES eine hinreichende Planung zu erzielen ist. Sie wissen aber nicht, dass ihre Planer in der Praxis mit Excel bzw. „Händen und Füßen“ planen.

Tatsächlich können ERP + MES kaum für Prozesssynchronisierung und eine bestmögliche Reihenfolge­planung sorgen.


OEE fokussiertes Management

Wenn Maschinen untereinander kommunizieren und auf das automatische Füllen von Kapazitätslücken eingestellt sind, spricht das für ein OEE-fokussiertes Denkschema des Managements. In der Praxis ist immer wieder zu hören, dass die zentrale Vorgabe von CEO und CFO an die Produktion auf den OEE abzielt. Die Argumentation lautet: „Maschinen mit teurem Stundensatz müssen immer laufen.“ Das ist falsch, aus einem simplen Grund: ob die Maschine läuft oder nicht, hat keinen Einfluss auf deren existierende Fixkosten. Hingegen können variable Kosten beeinflusst werden. Der größte Faktor hierbei sind heutzutage die Materialkosten, die bei vielen Produktionsunternehmen mehr als 70 % der Herstellungs­kosten ausmachen. Das bedeutet, die Devise muss lauten:

• produziere nur, was gebraucht wird.

• nur, wenn es gebraucht wird.

• nur die Menge, die gebraucht wird.

In anderen Worten: nur Engpassressourcen sollen immer laufen, aber andere Ressourcen nur, wenn gebraucht. Das ist das Geheimnis des Toyota Produktionssystems, nämlich Taktzeit-Produktion, was das Fundament für Prozesssynchronisierung und just-in-time Produktion ist.


Optimales APS für Industrie 4.0

Eine Advanced Planning and Scheduling-Software ist als fehlendes Glied zwischen ERP und MES zu betrachten. Bevor Produktionsunternehmen das Ideal von Industrie 4.0 konzipieren, ist es dringend notwendig, dass das Top-Management ihre gegenwärtige Methoden und Systeme der Produktions­planung analysiert und diese infrage stellt. Nicht synchrone Prozesse, lange Produktionsdurchlaufzeit und hohe Bestände werden hauptsächlich durch mangelhafte Produktionsplanung verursacht.

Ein gutes Feinplanungs-Tool erteilt Produktionsaufträge an einzelne Ressourcen mit Vorgaben zum Erzielen der optimalen Reihenfolge. Eine durchgängig aufeinander abgestimmte Reihenfolgeplanung ist wiederum die Voraussetzung für Prozess­synchronisierung. Genauigkeit und korrektes Timing der Reihenfolge­planung sind für das Just-in-Time Niveau entscheidend. Nur dann kann man von Industrie 4.0 träumen.


Asprova und Industrie 4.0

Asprova gehört zu den weltweit führenden Anbietern eines APS Systems. Die Feinplanungs­software wurde Mitte der 90er Jahre in Zusammenarbeit mit top Lean Unternehmen in Japan entwickelt und wird seitdem kontinuierlich weiter entwickelt, um den ständig steigenden Anforderung und dem state of the art zu entsprechen. Viele Unternehmen, die Asprova im Einsatz haben, produzieren bereits auf dem Niveau von Industrie 4.0.

Asprova bietet Ihnen:

• Vollautomatisches Planungssystem

• 100 %ige Abbildung von Produkteigenschaften, Prozessregeln und -restriktionen

• Realistische Planungsergebnisse

• Echtzeitnahe Ermittlung des Auftragsstatus: Planung vs. Produktionsstatus

• Hohes Niveau an Prozesssynchronisierung durch durchgängige Reihenfolgeplanung

• Simulation der kurz-/mittel-/langfristigen Planung mit verschiedenen Planungsszenarien

• Superschnelle Berechnungsgeschwindigkeit

• Vielseitige Visualisierungsmöglichkeiten von Planungsergebnissen

• Ermöglicht Frontloading Management durch frühzeitiges Erkennen von möglichen Engpässen/Problemen, sodass rechtzeitig vorbeugende Maßnahmen simuliert und Entscheidungen getroffen werden können