Advanced Planning and Scheduling: Produktionsplanung optimieren & Durchlaufzeiten verkürzen

Viele Unternehmen (ohne Advanced Planning and Scheduling) haben mit Störungen im Betriebs­alltag zu kämpfen, etwa wegen Engpässen an Maschinen, Personalausfall oder unerwartet eingehender Eilaufträge, die sich kaum isoliert betrachten lassen: Terminliche Abhängigkeiten innerhalb des Gesamtprozesses führen dazu, dass sich eine bestimmte Verspätung prozessual weiter fortsetzt. Darunter leiden die Termintreue und die Beziehung zum Kunden. Und hier kommen die Probleme ins Rollen, denn eine Verspätung verzögert nicht nur den zugehörigen Auftrag, sondern beeinflusst das gesamte Auftragsnetz.

Kundenzufriedenheit dank Advanced Planning and Scheduling

„Unvorhergesehene, aber völlig alltägliche Störungen dieser Art kennt fast jedes Unternehmen“, sagt Andreas Gladis, Bereichsleiter Produktion der in Aachen ansässigen Inform GmbH. „Termintreue, Kundenzufriedenheit und wirtschaftliche Produktionsabläufe sind das Ziel aller Auftragsfertiger. Produktionsplaner müssen trotz komplexer und dynamischer Prozesse schnell die richtigen Entscheidungen treffen können, um dieses Ziel zu erreichen.“ Dabei helfen mathematische Algorithmen, wie sie in Advanced Planning and Scheduling (APS)-Systemen zum Einsatz kommen.

Unter Zeitdruck arbeiten – Termintreue trotz Komplexität

Der Maschinen- und Anlagenbau ist ein klassisches Beispiel für eine Branche, in der Termintreue eine besonders wichtige Rolle spielt, denn Lieferverzögerungen ziehen regelmäßig hohe Vertragsstrafen nach sich. Daher ist eine Planung notwendig, die alle Aufträge in einer optimierten Reihenfolge ordnet, und dies unter Berücksichtigung aller übrigen Aufträge mit jeweils mehreren tausend Arbeitsschritten und vielen Hundert Ressourcen.

Zwar geht der Trend hin zu digitalisierten Prozessen; jedoch bringt eine Vielzahl von schnell abrufbaren Daten den Produktionsunternehmen allein noch nicht die gewünschten Fortschritte bei der Prozesssicherheit oder gar Wettbewerbsvorteile. Bei jeder Planänderung stehen viele alternative Handlungsoptionen zur Wahl. Hier die jeweils beste Alternative auszuwählen, ist besonders unter Zeitdruck eine große Herausforderung. Genau da setzen APS-Systeme an, die zugeschnitten auf die jeweilige Situation ganz konkrete Handlungsvorschläge geben. Die Logiken und Funktionen von Felios wurden dabei spezifisch für die Herausforderungen des Maschinen- und Anlagenbaus entwickelt.

Advanced Planning and Scheduling: Die Erfolgsgeschichte bei Achenbach

Auf diesen Ansatz setzt die Achenbach Buschhütten GmbH & Co. KG in Kreuztal, 80 Kilometer östlich von Köln. Der Systemanbieter ist schon lange Weltmarktführer für die Konstruktion und Herstellung von Maschinen und Anlagen zum Flachwalzen und Folienschneiden von NE-Metallen. Ein Achenbach-Hochleistungsfolienwalzwerk ist beispielsweise in der Lage, die im letzten Walzstich gedoppelte Aluminiumfolie mit einer Geschwindigkeit von mehr als 2.000 m/min bis auf 2 x 4 µm Materialstärke abzuwalzen.

Das Familienunternehmen kann im nächsten Jahr auf eine 570-jährige Geschichte zurückblicken. In der Regel spricht man bei den Achenbach-Anlagen von Durchlaufzeiten für Konstruktion und Produktion von bis zu zwölf Monaten. Dabei durchlaufen die Bauteile aus rund 80 Baugruppen eine Vielzahl von Arbeitsschritten und müssen oft fünf oder mehr „Engpass-Maschinen“ passieren.

„Das APS-System verschafft uns diesbezüglich die erforderliche Weitsicht in den direkt wertschöpfenden Bereichen von Produktion und Konstruktion“, sagt Sebastian Groos, Geschäftsführer bei Achenbach, und freut sich darüber, dass mit Einführung des Systems vor rund vier Jahren – beginnend in der mechanischen Fertigung und nachfolgend in weiteren Bereichen – das Unternehmen seine Durchlaufzeiten um zwei bis drei Monate reduzieren konnte.

Künstliche Entscheidungsintelligenz

Die Lösung liegt in der abteilungsübergreifend optimierten Planungsqualität, die, auf Algorithmen mit künstlicher Entscheidungsintelligenz gestützt, die einzelnen Aufgaben blitzschnell koordiniert. Die menschliche Expertise greift dann dort ein, wo der Algorithmus ein Problem prognostiziert. Groos resümiert: „Die optimierte Produktionsplanung mit Felios hat uns zum einen geholfen, unseren Umsatz bei tendenziell gleichbleibender Personalstärke und Fläche, um beachtliche 30 Prozent zu steigern. Zum anderen können wir unseren Kunden sowohl kürzere Durchlaufzeiten verbindlich anbieten als auch eine punktgenaue Lieferung zusagen.“

Arbeitsweise von Advanced Planning and Scheduling-Systemen

Klassische ERP-Systeme planen gegen unbegrenzte Kapazitäten. So bestimmen sie beispielsweise zwar die Durchlaufzeit einzelner Aufträge, können konkurrierende Aufträge aber nicht dynamisch auf die verfügbaren Ressourcen verteilen. Die Algo­rithmen des APS-Systems dagegen berechnen eine Abfolge, die das bestmögliche Gesamtergebnis zum Ziel hat.

Sie übernehmen aus dem ERP-System alle planungsrelevanten Daten, um die Terminpläne unter Berücksichtigung aller verfügbaren Ressourcen und Kapazitäten zu generieren. Die Berechnung könnte dabei beispielsweise ergeben, dass sich insgesamt mehr Eilaufträge termingerecht bedienen lassen, wenn man einen anderen Auftrag verzögert. Dafür bietet ein APS-System die Möglichkeit, entsprechende Szenarien mit der Fragestellung zu simulieren: „Wie würde sich eine Änderung auf die Termintreue aller Aufträge auswirken?“

Höhere Termintreue und Transparenz

„Wir haben eine wesentlich höhere Termintreue und Transparenz erreicht. Bereits bei Auftragseingang lässt sich prognostizieren, ob es Engpässe geben wird, und wenn, wo wir frühzeitig und gezielt optimieren können“, bestätigt Jochen Steiner, Abteilungsleiter Werksplanung & -steuerung bei Achenbach Buschhütten.

Steiner konkretisiert den Nutzen: „Dazu gehören Fragen wie: ‚Stehen in den Konstruktionsbereichen genügend Mitarbeiter zur Verfügung, und wie sind diese ausgelastet?‘, ‚Ist es sinnvoller, bestimmte Teile zuzukaufen?‘ oder ‚Mit welchen Wiederbeschaffungszeiten müssen wir rechnen?‘ All das können wir einsehen und somit frühzeitig auf Engpässe reagieren, bevor diese Teile überhaupt auf dem Shopfloor auftreten. Außerdem kann das APS-System sogar empfehlen, einen anderen Auftrag vorzuziehen, um vorhandene Kapazitäten auszulasten, die durch eine unterbrochene Lieferkette frei geworden sind.“

Nachhaltig in die Zukunft

Zukunftsweisend mit Produktionsprozessen aufgestellt, die in Sachen Ressourcenschonung und CO2-Neutralität auch die ökologische Effizienz fest im Blick haben, erwartet Achenbach weiteres Wachstum. „Es sind nicht zuletzt die Trends zu Elek­tromobilität und Monoverpackungen, die die anhaltend hohe Nachfrage nach Aluminium erklären, und Aluminium lässt sich mit Walzwerk- und Schneidanlagen von Achenbach in Weltklassequalität verarbeiten“, freut sich Geschäftsführer Groos und fährt fort: „So erleben wir aktuell eine sprunghaft gestiegene Nachfrage, insbesondere im Bereich von Produktionsanlagen für einlagig gewalzte, dünnste Batteriefolien oder für Aluminiumband als Vormaterial von recyclingfreundlichen Monoverpackungen. Und dank der optimierten Planung mit dem APS-System können wir unsere Kunden zuverlässig und termintreu bedienen.“

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Der Autor Stipo Nad ist Leiter Business Development Produktion bei der Inform GmbH.