Wie Sie die Fertigung managen, statt Terminen nachzujagen

Der Maschinen- und Anlagenbau befindet sich nach der Pandemie wieder auf Wachstumskurs. Der Maschinenbauverband VDMA geht davon aus, dass die Maschinenbau-Produktion in diesem Jahr um zehn Prozent und im nächsten Jahr um weitere 5 Prozent steigt. Dennoch stehen viele Maschinenbauer unter Handlungsdruck. Denn die Corona-Krise hat nachdrücklich aufgezeigt, dass es in der Branche erhebliche Defizite bei der Digitalisierung interner Prozesse gibt.

Digitalisierungslücke Produktionsplanung

Vor allem die Produktionsplanung steht bei vielen Unternehmen meist an nachrangiger Stelle. Zu diesem Ergebnis kam eine im Jahr 2020 vom Aachener Softwarehaus INFORM durchgeführte Studie zur Zukunftssicherheit des Maschinenbaus in Deutschland. Von über 120 befragten Fach- und Führungskräften gaben 92 Prozent an, zwar in die digitale Transformation zu investieren. Gleichzeitig waren jedoch 62 Prozent mit dem Ablauf und der Organisation ihrer Produktionsplanung unzufrieden.

„Bislang haben sich Unternehmen oft auf Digitalisierungsmaßnahmen konzentriert, die man von außen gut wahrnimmt, etwa bei der Verbesserung der eigenen Produkte. Intern läuft aber vieles noch analog, mit Papierlisten oder in Excel, insbesondere in der Produktionsplanung“, sagt Stipo Nad, APS-Experte beim Aachener Softwarehaus INFORM. Das Unternehmen entwickelt u.a. Software für die optimierte Feinplanung der komplexen Abläufe in der Produktion von Einzel- und Kleinserienfertigern.

Eine hohe Termintreue mit allen positiven Effekten auf Kundenzufriedenheit, Wirtschaftlichkeit und Resilienz eines Unternehmens ist heutzutage das wichtigste Ziel. Dauerhaft ist dies mit Planungstools wie ERP-Systemen oder Excel-Listen kaum zu erreichen. „Dazu sind die Abläufe viel zu komplex und dynamisch. Erschwerend kommen Störfaktoren wie Terminverschiebungen, fehlende Zukaufteile oder Mitarbeiterausfälle hinzu. Deshalb lohnt es sich, in die Digitalisierung der Produktionsplanung zu investieren“, erläutert Stipo Nad.

Digitalisierung geht oft nicht weit genug

Wer die Produktionsplanung dauerhaft mithilfe von Software optimieren will, braucht dazu das richtige System. Doch dort, wo Unternehmen eine Digitalisierungsstrategie aufgesetzt haben, geht diese häufig nicht weit genug. „Vielfach setzen Maschinen- und Anlagenbauer auf Systeme, die zwar Transparenz über die Prozesse schaffen, aber keine Optimierung der Abläufe bieten“, so Stipo Nad von INFORM.

Dazu zählen Business Intelligence Lösungen, die gesammeltes Wissen visualisieren. „Natürlich ist es sinnvoll zu wissen, vor welchen Arbeitsplätzen sich immer wieder Material staut und wie lange es dort liegen bleibt. Aber konkrete Handlungsempfehlungen, wie sich diese Liegezeiten reduzieren lassen, liefern diese Systeme nicht“, erklärt Nad.

Ähnliches gilt für den digitalen Zwilling. Hiermit lassen sich Pufferzeiten realistisch ermitteln, anstatt sich auf Erfahrungswerte zu verlassen, die meist im ERP-System hinterlegt sind. „Allerdings nützt dieses Wissen bei Auftragsfertigern wenig, da sich hier Produktionsprozesse selten identisch wiederholen.“ Anstatt also nur Wissen zu generieren, geht es vielmehr darum, daraus konkrete Handlungsempfehlungen abzuleiten.

Vier Anzeichen für ein APS-System

Es gibt daher eine Lösung: nur eine Feinplanung der Produktion durch ein APS-System. Wer skeptisch ist, ob die Einführung eines solchen Systems der richtige Weg ist, sollte sich vier Fragen stellen.

„Gelingt es uns nicht, innerhalb weniger Sekunden gefährdete Kundenaufträge und deren Ursache zu identifizieren? Planen wir Rückstände manuell und mit großem Aufwand um? Sprechen wir in Meetings mehr über nicht eingehaltene Aufträge anstatt über pünktliche Auslieferungen und zufriedene Kunden? Überlegen wir regelmäßig, einen weiteren Terminjäger einzustellen, um Eilaufträge rechtzeitig ausliefern zu können? Wer diese Fragen mit ja beantwortet, dem fehlt mit hoher Sicherheit ein APS-System“, sagt Stipo Nad von INFORM.

Mathematische Algorithmen für optimale Fertigungsreihenfolge

Mit einem solchen System verlassen Anwender die Grenzen einer klassischen Planung mit ERP-Systemen, Excel und manuellen Leitständen. Hiermit lassen sich höchstens Teilbereiche wie das Ein- und Auslagern oder einzelne Fertigungsbereiche isoliert lokal planen. Moderne APS-Systeme dagegen überblicken den gesamten Wertschöpfungsprozess vom Einkauf über die Fertigung und Montage bis hin zur Auslieferung. Sie sind in der Lage, das gesamte Netz der Fertigungsaufträge mit den real verfügbaren Kapazitäten abzugleichen und zu terminieren. Dabei planen sie gegen begrenzte Ressourcen und unter Berücksichtigung der Materialverfügbarkeiten.

Der Vorteil ist, dass alle entscheidenden Parameter bekannt sind: Welche Kapazität haben welche Mitarbeiter wann? Wann können Aufträge starten? Wann müssen sie abgeschlossen sein? Wann kommt welches Material wo an? In einem guten APS-System kommen mathematische Algorithmen zum Einsatz, die in der Lage sind, riesige Datenmengen aus unterschiedlichen Quellen zu verarbeiten und daraus eine optimale Fertigungsreihenfolge zu errechnen.

„Ein Mensch könnte das nicht leisten. Zeitdruck und Komplexität sind einfach zu groß“, sagt Stipo Nad. Immerhin müsste ein Planer Stücklisten mit zehntausenden Teilen sowie die feingliedrige Vernetzung aller Aufträge und gegenseitigen Abhängigkeiten überblicken. „Algorithmen können dies. Und im Gegensatz zum Mensch priorisieren sie Fertigungsreihenfolgen auch unter Zeitdruck nicht intuitiv, also etwa nach Eilaufträgen oder Liefertermin, sondern unter Berücksichtigung des gesamten Auftragsnetzes“, so Nad weiter.

Umsatzsteigerung dank APS- System

Die Möglichkeit, mit einem modernen APS-Systemen die Planung sehr komplexer Produktionsumgebungen zu digitalisieren, hat auch den Systemanbieter Achenbach Buschhütten überzeugt. Seit 2016 nutzt der Hersteller von Maschinen zum Flachwalzen und Folienschneiden von NE-Metallen das APS-System FELIOS des Softwarehaus INFORM für die Feinplanung. In der Produktion durchlaufen die Bauteile aus rund 80 Baugruppen eine Vielzahl an Arbeitsschritten und müssen oft mehrere „Engpass-Maschinen“ passieren.

Außerdem erhöhen die umfangreich individualisierten Produkte die Komplexität der Planung und Fertigung drastisch. Seit der Einführung des Systems hat Achenbach eine wesentlich höhere Termintreue und Transparenz verwirklicht. „Bereits bei Auftragseingang lässt sich prognostizieren, ob es Engpässe geben wird und falls ja, wo wir frühzeitig und gezielt optimieren können“, erklärt Jochen Steiner, Abteilungsleiter Werksplanung & -steuerung bei Achenbach Buschhütten.

„Dazu gehören Fragen wie: Stehen in den Konstruktionsbereichen genügend Mitarbeiter zur Verfügung? Ist es sinnvoller, bestimmte Teile zuzukaufen? Mit welchen Wiederbeschaffungszeiten müssen wir rechnen? All das können wir einsehen und frühzeitig auf Engpässe reagieren. Das APS-System kann sogar empfehlen, einen anderen Auftrag vorzuziehen, um vorhandene Kapazitäten auszulasten, die durch eine unterbrochene Lieferkette frei geworden sind. Zudem ist über FELIOS sichergestellt, dass tagesaktuell an allen Ressourcen automatisch die richtige Reihenfolge der Abarbeitung vorgegeben ist.“

Und Sebastian Groos, Geschäftsführer bei Achenbach Buschhütten ergänzt: „Die optimierte Produktionsplanung mit FELIOS hat uns geholfen, unseren Umsatz bei tendenziell gleichbleibender Personalstärke und Fläche um beachtliche 30 Prozent zu steigern. Außerdem können wir unseren Kunden sowohl kürzere Durchlaufzeiten verbindlich anbieten als auch eine punktgenaue Lieferung zusagen.“

Die Datenqualität ist keine Ausrede

Für die Einführung eines APS-Systems reicht fast immer die Datengrundlage aus dem ERP-System. Schließlich baut es als Add-on auf dem ERP auf. „Viele Fertigungsbetriebe zweifeln, ob ihre Datenqualität ausreicht. Das ist in den meisten Fällen unbegründet“, sagt Stipo Nad von INFORM. „Neben den Stamm- und Bewegungsdaten – die im ERP sowieso vorhanden sind – können fehlende Daten wie z.B. Schichtplanungen und Qualifikationen im APS-System gepflegt werden. Dabei kann ein gutes, branchengeeignetes APS-System auch mit ungenauen Daten gute Planungsergebnisse erzielen“, so Nad.

Mangelnde Datenqualität ist daher kein Argument gegen eine Digitalisierung der Produktionsplanung. Denn wer seine Fertigung tatsächlich managen will, statt nur Terminen hinterherzujagen, kommt an einem APS-System kaum vorbei. Schließlich liegt hier ein zentraler Erfolgsfaktor für eine dauerhaft hohe Termintreue.