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Entspannt planen: Feinplanung und Fertigungssteuerung mit Manufacturing Execution Systems (MES)

Termintreue, frühzeitiges Erkennen von Engpässen, Aufdecken von Kapazitätsreserven oder Multiressourcenplanung unter Berücksichtigung von Abhängigkeiten und verfügbaren Kapazitäten – optimale Planungs- und Steuerungsmethoden sind das Herzstück der Produktion in wertschöpfenden Unternehmen, sie sichern die Wettbewerbsfähigkeit und sind ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg zur Smart Factory.

Um Aufträge aus dem ERP-System auf Fertigungsebene optimal verplanen zu können, unterstützen im MES integrierte Feinplanungsmodule. Dies ist auch bei nicht optimaler Stammdatenqualität möglich.

Der Einstieg in eine digitalisierte Produktionsplanung wird oft als riesige Hürde angesehen, welche es zu bewältigen gilt, bevor sich erste Erfolge einstellen. Das ist aber ein Trugschluss. Bereits ein erster, einfacher Schritt Daten digital und in Echtzeit zu erfassen, zeigt im Vergleich zu einer bspw. excelbasierten Planung klare Erfolge. Durch eine schnellere Reaktionszeit kann flexibel auf Veränderungen reagiert und so Zeit und Ressourcen eingespart werden. Es lohnt sich also auch, mit kleinen Schritten zu beginnen, um den Weg in die digitalisierte Fertigungsplanung zu bestreiten. Dabei unterstützt unsere neue Zusatzfunktion „Vorplanung“. Mehr dazu erfahren Sie am Ende des Artikels, nun soll es erst um die Planung an sich gehen.

Unter Feinplanung versteht man, wenn Aufträge und Arbeitsgänge nicht nur einer bestimmten Schicht und Maschinengruppe zugewiesen werden, wie es meist in der Planung im ERP der Fall ist, sondern auf eine konkrete Maschine und zu einem relativ genauen Zeitpunkt eingeplant werden, z. B auf Basis von Minuten. Im Zuge der Fertigungssteuerung werden aktuelle Daten aus der Fertigung, z. B. der Arbeitsfortschritt oder die Maschinenzustände, in die Planung mit einbezogen. Je mehr Informationen über den aktuellen Fertigungsstand berücksichtigt werden können, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Auftragsplanung entsprechend umgesetzt werden kann. Parallel dazu sorgt die Echtzeitanbindung durch ein MES dafür, dass zeitnah auf unerwartete Probleme, z. B. Störungen an einer Maschine oder mangelnde Verfügbarkeit von Ressourcen, reagiert werden kann. Bereits geplante Wartungen von Maschinen oder Werkzeugen werden hingegen automatisch angezeigt, so dass der zuständige Mitarbeiter diese bereits in seiner Planung berücksichtigen kann. In einer mehrstufigen Fertigung oder Produktion entsteht weiterer Nutzen auch dadurch, dass die aktuellen Materialbestände wie Rohmaterial oder Zwischenprodukte in der Planung mit berücksichtigt werden können. Unnötige Wartezeiten aufgrund fehlender Bestände werden dadurch bereits vor der eigentlichen Produktion erkannt, so dass in der Planung gegengesteuert werden kann. Die Potenziale einer (teil-)automatisierten Feinplanung durch ein MES liegen daher auf der Hand.

Die Planung ist für wertschöpfende Unternehmen das Kernstück der Produktion. Durch eine optimierte Planung und Abstimmung der einzelnen Prozesse können immense Hebelwirkungen in Kraft treten, die Durchlaufzeiten und Rüstzeiten stark reduzieren.

Umsetzung der hohen Anforderungen an die Planung:

Die effiziente Planung der Fertigungs- und Planaufträge ist die Basis für eine kostenoptimierte und nachhaltige Produktion. Auch Liefertermine können nur mit guter Planung eingehalten werden. Zusätzlich muss flexibel auf Planänderungen reagiert werden können. Bei der Bewältigung dieser komplexen Anforderungen unterstützt ein im MES integriertes Feinplanungsmodul. Es bietet außerdem den Vorteil, dass durch die Nähe zur Fertigung neu geplante Termine papierlos über Terminals verteilt werden und ein zentraler Plan für alle einsehbar vorhanden ist. Dieser ist als Informationswerkzeug u.a. essenziell für den Vertrieb, die Instandhaltung oder die Qualitätssicherung. Durch die ganzheitliche MES-Integration wissen alle Stakeholder, wann sie ihre Tätigkeiten durchführen können und müssen – das sorgt für vollständige Transparenz auf allen Ebenen.

Bei der Produktionsplanung mit statischen Rüstzeiten, wie sie in der Praxis noch oft der Fall ist, kann der Gesamtplan in Summe verfälscht und ineffizient werden. Je nach vorheriger Belegung der Linie und optimierter Reihenfolgeplanung bei Fertigungsaufträgen sind Rüstzeiten dynamisch. Reinigungs- und Kontaminationsmatrizen sind ausschlaggebend, um Rüstmatrizen und damit genauere Rüstzeiten abzuleiten.

Mit dem Modul Feinplanung im MES FASTEC 4 PRO haben Sie außerdem die Möglichkeit, individuelle Rüstregeln zu definieren. Anders als bei umfangreichen Matrizen ist der Aufwand für eine breitere Produktpalette deutlich reduziert und kaum nachträglicher Pflegeaufwand nötig.

Durch die teilautomatisierte Verplanung im MES haben Ihre Planer die notwendige Flexibilität, um individuell und sicher agieren zu können – und werden so in ihren alltäglichen Entscheidungsprozessen entlastet!

Datenverarbeitung aus dem ERP im Modul Feinplaung/Leitstand der Softwarelösung FASTEC 4 PRO

Funktionsweise des FASTEC 4 PRO-Moduls „Feinplanung/Leitstand“ | Grafik: FASTEC GmbH

Das MES-Modul „Feinplanung/Leitstand“ setzt sich aus mehreren Tools zusammen, welche im Vergleich zu Planungsmethoden mit Tabellenkalkulationen oder Plantafeln viel Zeit einsparen. Beispiele:

  • Auswertungen und Dashboards, die über den aktuellen Stand der Produktion informieren und die Nachregelung bei Planabweichungen erleichtern
  • Ganttplan-Darstellungen, die aktuelle Fertigungsdaten und Maschinenzustände in Echtzeit einfließen lassen, sofern Sie auch das MES-Modul Maschinendatenerfassung einsetzen
  • Ergonomische und benutzerfreundliche Bedienung, z. B. durch das einfache Verschieben von Aufträgen im Ganttdiagramm per Drag & Drop
  • Sofortige Visualisierung von Auswirkungen veränderter Planungen auf andere Aufträge
  • Liege- und Wartezeiten zwischen Arbeitsgängen und Fertigungsgängen werden im Produktionsplan berücksichtigt
  • Automatisches Berücksichtigen erforderlicher Kapazitäten für die Bearbeitung der Arbeitsschritte
  • Berücksichtigen alternativer Arbeitsgänge oder Arbeitspläne inklusive notwendiger Transport- und Liegezeiten
  • Optionale Einplanung von Fertigungsauftragsnetzen
  • Überprüfung auf individuell festlegbare Regelverletzungen, z. B. Reihenfolgen, Termine, Kapazitäten
  • Alternative Planungsszenarien zum Vergleich verschiedener Strategien

Komfortable und effektive Planung mit unserem FASTEC 4 PRO-Modul „Feinplanung/Leitstand“ | Grafik: FASTEC GmbH

Häufiges Problem bei Feinplanungsprojekten: Unzureichende Stammdatenqualität

Um Aufträge aus dem ERP im MES optimal verplanen zu können, bedarf es einer hohen Stammdatenqualität. Doch genau hieran scheitern viele Unternehmen, insbesondere KMUs, die zum Teil über Jahrzehnte gewachsen sind – und mit ihnen ihre Datenmengen und Datenstrukturen. Daher überrascht es nicht, dass unabhängig von den eingesetzten IT-Systemen die Stammdatenqualität vieler Unternehmen Mängel aufweist. Mängel z. B. in Bezug auf Aufbau und Inhalt der Stammdaten oder auf anzuwendende Standards.

Wird von Produktionsoptimierung oder gesteigerter Effizienz durch optimierte Planung gesprochen, ist in der Regel die Optimierung der Durchlaufzeit gemeint. Die Anforderung der Kunden ist meist eine optimale Produktionsplanung auf Knopfdruck zu erhalten, dafür werden allerdings hochwertige Stammdaten benötigt – egal ob die Planung manuell, teilautomatisiert oder automatisiert erfolgen soll. Die Stammdaten in den ERP-Systemen sind teilweise unzureichend und nicht vollständig ausgefüllt, es gibt viele Fertigungsaufträge ohne ersichtliche Kennzeichen, welche Produkten und Artikeln mit verschiedenen Eigenschaften enthalten.

Unternehmen stehen daher vor der großen Herausforderung, noch vor der Implementierung einer Feinplanungssoftware die Stammdaten auf ein für das MES les- und interpretierbares Format bringen zu müssen.

Eine Gruppierung und Sortierung ist fast nur durch das Knowhow der Planer im Unternehmen möglich, daher benötigt er eine angemessene Unterstützung bei dieser Tätigkeit, um effizient arbeiten zu können. Für viele Unternehmen ist dies kaum zu bewältigen, wodurch sie auf dem Weg der Digitalen Transformation bereits (in den Startlöchern) ausgebremst werden. Daher hat FASTEC die autonome Zusatzfunktion „Vorplanung“ entwickelt, welche genau an dieser Hürde ansetzt und bei Bedarf von unseren Kunden lizensiert werden kann.

Einfache Lösung: Optimale Datenbasis durch Erhöhung der Datenqualität!

Unsere autonome Zusatzfunktion „Vorplanung“ ist das ideale Werkzeug zur Erhöhung der Datenqualität, wenn die Stammdaten nicht die ausreichende Qualität aufweisen. Die MES-Zusatzfunktion hilft, Daten für die autonome Planung zu sortieren und zu gruppieren – und das, ohne die Daten im ERP-System zu erweitern oder anzupassen. Um möglichst flexibel eingesetzt werden zu können, ist die Zusatzfunktion individuell konfigurierbar. Artikelmerkmale wie bspw. Gerüche, Farben oder Verpackungseinheiten können bereits in der Vorplanung angewandt werden.

Stammdaten und Bewegungsdaten aus dem ERP für die Feinplanung mit FASTEC 4 PRO optimieren

Funktionsweise der FASTEC 4 PRO-Zusatzfunktion „Vorplanung“ im Zusammenspiel mit dem Modul „Feinplanung/Leitstand“ | Grafik: FASTEC GmbH

Durch die Unterstützung der Planer beim Aufbereiten der Stamm- und Bewegungsdaten, kann bereits eine reihenfolgeoptimierte Planung erfolgen, bevor eine Feinplanung vorgenommen wird. So haben Sie einen schnellen und unkomplizierten Einstieg in Ihr Planungsprojekt, ohne Sorge um fehlende oder schlecht gepflegte Stammdaten. Alleine diese Aufbereitung der Stammdaten ist der erste, einfache Schritt in Richtung einer optimierten, digitalen Produktionsplanung. Fertigungsaufträge lassen sich zu Planungsgruppen zusammenfassen. Diese Planungsgruppen sind bereits in sich selbst ideal und nach Produktionszeit optimiert. Man kann diese Planungsgruppen an verschiedene Stellen verplanen. Eine Optimierung sowie der Überblick über die zusammengehörigen Arbeitsgänge sind dabei stets gewährleistet.

Die verschiedenen Rahmenbedingungen im Produktionsplanungsprozess folgen meist einer sinnvollen Logik und können daher nicht verändert werden. Dazu zählt beispielsweise erst helle und darauffolgend dunkle Produkte zu fertigen, zuerst allergenfreie Nahrungsmittel vor Produkten ohne Berücksichtigung von Allergenen zu produzieren oder eine Charge komplett auf einer Maschine durchzuproduzieren. Dies ist besonders auch bei der Bulkfertigung von Bedeutung. Von besonderer Relevanz sind dabei Reinigungszeiten oder die Verträglichkeit aufeinanderfolgender Artikel.

Mit Hilfe der Vorplanung wird die Reihenfolge für einen bestimmten Zeitverlauf basierend auf definierbaren Artikelmerkmalen optimiert. Auch Rüstaufwände werden durch den koordinierten Einsatz von Ressourcen verringert, welche über den ganzen Produktionsprozess verplant werden können. Die ersten Erfolge stellen sich durch die Funktion „Vorplanung“ bereits vor der minutengenauen Feinplanung der Produktion ein.

Fazit:

Mit dem Modul Feinplanung und optional der Zusatzfunktion Vorplanung erhalten Unternehmen ein Werkzeug, um direkt in die (teil-)automatisierte Planung einzusteigen. Durch dieses Werkzeug werden die Planer in ihren Tätigkeiten deutlich entlastet. Dadurch eröffnen sich zeitliche Ressourcen, um Prozesse weiter zu optimieren und Qualität sicherzustellen. Zusätzlich erleichtert eine effiziente Planung die Einhaltung von Lieferterminen, ermöglicht eine reihenfolgeoptimierte Produktion, hilft Unternehmen dabei Verschwendung zu vermeiden und Kosten zu reduzieren. All diese Vorteile steigern die Wettbewerbsfähigkeit, fördern eine nachhaltige Produktion und stärken die Resilienz des Unternehmens. Das Unternehmen stellt sich zukunftsfähig auf.

Autor: Lars Knitter

Sales and Marketing Director
Beratung von Interessenten und Kunden sowie Begleitung von nationalen und internationalen Digitalisierungsprojekten mit Erfahrung seit 2013.

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