13.01.2016 – Kategorie: Fertigung, Management

Der Mensch und die Feinplanung

Die Fertigungsfeinplanung mit den Daten der Personaleinsatzplanung anzureichern, bringt bessere Lösungen bei Terminkonflikten.

Die Mitarbeiter in der Fertigung sind und bleiben eine essentielle und komplexe Ressource: Urlaub, Krankheit, Qualifikationen, Schichtkalender, das sind nicht nur Schlagworte, die – berücksichtigt in der Feinplanung – neue Perspektiven eröffnen. Von Stephan Birkmann

Der verbreitete Einsatz von „Software as a Service“ (SaaS) und Cloud-Diensten erweckt schnell den Eindruck, dass Performance- oder Speichergrenzen der Vergangenheit angehören. Den Luxus von unbegrenzten Kapazitäten jedoch kennen Verantwortliche in der Produktion leider selten.
In Beiträgen zum Thema Industrie 4.0 oder auch Internet der Dinge wird erläutert, wie das Produkt in Zukunft selbst seinen Weg durch die Produktion findet und damit Kapazitätsengpässe vermieden werden. Wenn die Vernetzung aller Anlagen und Komponenten nicht hilft, dann soll eine Big-Data-Lösung aus früheren ähnlich gelagerten Problemen neue Ideen ableiten.
In einer kundenindividuellen Produk­tion mit häufigen priorisierten „Chefaufträgen“ und stark schwankenden Arbeitsinhalten können aber nicht streng getaktete Arbeitsinhalte in immer derselben Reihenfolge durchlaufen werden. Big-Data-Ansätze dürften ebenfalls an ihre Grenzen geraten, wenn es ein Produkt zuvor nie gab – in einer variantenreichen, stark kundenorientierten Produktion ist das eher der Standard als die Ausnahme.

Der Druck steigt

Durch den Trend zur kundenindividuellen Produktion und immer kürzeren Lieferzeiten ist es kaum noch möglich, den Kapazitätsbedarf der Aufträge über alle Produktionsschritte zu glätten, ohne die Durchlaufzeit signifikant zu erhöhen. Gerade kurzfristige Aufträge von priorisierten Kunden stellen auch eine durchdachte Planung schnell auf den Kopf. Wenn es dann noch darum geht, neben den Aufträgen auch noch weitere Ressourcen zu planen, geraten auch weitentwickelte Optimierungslösungen schnell unter Druck.
In einer variantenreichen Produktion ist es eine Herausforderung, die Reihenfolge der Arbeitsgänge pro Arbeitsplatz so zu optimieren, dass möglichst wenig Stillstand entsteht, dass natürlich die Liefertermine eingehalten werden und dass dabei auch noch möglichst rüstoptimal gearbeitet wird. Besonders, da jede Produktion ihre „kleinen“ Spezialfälle kennt (Durchlauf-Glühöfen, Teile-Wäschen und Galvanik-Bäder etwa), die mit speziellen Regeln zu planen sind. Versucht man jetzt die Qualifikation der Mitarbeiter, ihrer Arbeitszeitkonten, ihrer Fehlzeiten und vielem mehr zu planen, bedarf es einer umfangreichen und vor allem aktuellen Datenbasis an Stamm- und Bewegungsdaten, wie sie aktuell nur ein Manufacturing Execution System (MES) bieten kann.

Denzentral, aber MES

Auch dezentral organisierte Indus­trie-4.0-Lösungsansätze werden künftig weiterhin Manufacturing-Execution-Systeme benötigen, denn der Mensch bleibt auch bei Industrie 4.0 die wichtigste und entscheidende Instanz. Denn Industrie 4.0 bedeutet nicht, dass Maschinen Menschen ersetzen. Ganz im Gegenteil – die Arbeit in der Produktion wird sogar aufgewertet und flexibler.

Die Fertigungsfeinplanung mit den Daten der Personaleinsatzplanung anzureichern, bringt bessere Lösungen bei Terminkonflikten.

Das Unternehmen Gfos spricht in diesem Zusammenhang gerne von der „Industrie 4.0 Human“. Das Unternehmen geht davon aus, dass eine klare Vision und aktive Gestaltung der „humanen“ Seite der Industrie 4.0 notwendig ist, bei der die Interessen von Unternehmen und Mitarbeitern so abgestimmt werden, dass Mitarbeiter zum Erfolgsgaranten für Industrie 4.0 werden.

Human-Technologien

Ganz ohne „Human- und Produktionstechnologien“ geht „Industrie 4.0 Human“ nicht. Workforce-Management-Systeme können Manufacturing-Execution-Systeme unterstützen und bieten die Intelligenz, um den neuen vernetzten Anforderungen gerecht zu werden. Ideal ist eine Kombination aus beidem, so dass die Flexibilität von Produktion und Workforce harmonisch gesteuert wird.
Eine integrierte Personaleinsatzplanung ist also auch künftig ein Muss. Denn bei aller Flexibilität muss sichergestellt werden, dass immer der richtige Mitarbeiter mit den richtigen Qualifikationen am richtigen Arbeitsplatz im Einsatz ist. Eine starre Planung kann dies nicht ermöglichen. Die Datenbasis für eine angekoppelte Workforce-Lösung sind Personaldaten und diese erfordern einen besonderen Schutz. Daher sollten diese Stammdaten auch im Manufacturing Execution System verbleiben und nicht mit allen dezentralen Partnern im Industrie-4.0-Netzwerk geteilt werden.

Feinplanung bleibt zentral

Die übergreifende Feinplanung bleibt also zentral. Ein Feinplanungslauf innerhalb eines MES berücksichtigt schon heute die sekundenaktuellen Zustandsdaten aller Arbeitsplätze, Materialien, Personen und Werkzeuge. Da alle Ereignisse über das Betriebsdatenerfassungsmodul direkt in die Feinplanung einfließen, lassen sich auch Störungen, Werkzeugdefekte, Krankheit und Ausschuss beim nächsten zyklischen Planungslauf berücksichtigen.
Denn leider ist uns vor allem eines bewusst, jede Planung ist in dem Moment veraltet, in dem das nächste ungeplante Ereignis eintritt. Die Erfahrung zeigt, dass diese ungeplanten Ereignisse auch in einer durchorganisierten Produktion nie lange auf sich warten lassen. So gilt es, durch zyklische oder ereignisorientierte Neuplanung die Planung ständig an den aktuellen Zustand anzupassen. Auf diese Weise können dann auch direkt mögliche Konflikte, verursacht beispielsweise von Terminverletzern oder mangelnde Werkzeugverfügbarkeit vom System erkannt und dem Bediener visualisiert werden.

Natürlich berechnet man nicht zyklisch die gesamte Personaleinsatzplanung neu, denn jeder Mitarbeiter erwartet bei seiner Einsatzplanung eine gewisse Stabilität und Verlässlichkeit. Es ist aber wichtig, die Personaleinsatzplanung mit einzubeziehen, um dem Planer Möglichkeiten der Konfliktbehebung aufzuzeigen. Die Komplexität der Personaleinsatzplanung in der Produktion ergibt sich aus der Flexibilität der Mitarbeiter, die durchaus für verschiedenste Tätigkeiten einsetzbar sind, und den gleichzeitig strengen Regeln bei den Arbeitszeiten. Daher muss eine Software für Feinplanung und Steuerung nicht nur alle Aufträge mit ihren individuellen Kapazitätsansprüchen, die abweichenden Bearbeitungsmöglichkeiten der Produktionsanlagen und typischen Abhängigkeiten in der Reihenfolgeplanung berücksichtigen, es müssen vielmehr auch Qualifikationsmatrizen, Arbeitszeitkonten, Urlaubsplanung und viele weitere Arbeitszeitregeln beachtet werden.

MES und Workforce Management

Für diese Funktionen hat Gfos das Modul Workforce in seinem MES implementiert. Der Mitarbeiter bucht darin seine Anwesenheitszeiten und plant hier ebenfalls seine Abwesenheiten. Somit kennt das MES sämtliche Zeitkonten der Mitarbeiter und kann schon bei der Urlaubsbeantragung prüfen, ob durch diese Abwesenheit Kapazitätsprobleme erzeugt werden könnten. Über die hinterlegte Qualifikationsmatrix und das Zeitmodell der Mitarbeiter ist der Software dann auch bekannt, welche Mitarbeiter mit welcher Qualifikation wann im Unternehmen geplant anwesend sind. Das Angebot an Personal mit spezifischer Qualifikation mit dem Ressourcenbedarf der Fertigungsaufträge abzugleichen, bleibt trotzdem ein hochkomplexer Prozess.
Durch die vielen Freiheitsgrade entstehen extrem viele unterschiedliche Zuordnungsmöglichkeiten, die nach verschiedensten Optimierungskriterien verglichen werden können. Während des Ablaufs des Optimierungsalgorithmus werden nur die Zuordnungen weiterverfolgt, die auf Basis gesetzlicher und betrieblicher Regeln realisierbar sind.

Personal- und Feinplanung synchronisiert

Am Ende des Optimierungslaufs steht ein mögliches gemeinsames Szenario von Fertigungsfein- und Personaleinsatzplanung. Sollten jetzt noch Konflikte auftreten oder an einem Arbeitsplatz bestimmte Qualifikationen fehlen, lässt sich dieser ungedeckte Personalbedarf durch Sonderschichten der entsprechend qualifizierten Mitarbeiter oder durch Einsatz von Leiharbeitern beziehungsweise durch das Verschieben von Aufträgen durch den Mitarbeiter in der Planung beheben.
Egal für welche Maßnahme er sich entscheidet, eine grafische Planungsoberfläche im MES unterstützt diesen Umplanungsprozess mit allen verfügbaren Informationen. Bei der Einrichtung von Sonderschichten zeigt das System auf, welche Aufträge betroffen sind und der Planer kann beispielsweise direkt gegen die geführten Zeitkonten der Mitarbeiter prüfen und so Verletzungen von Mehrarbeitskonten oder Ruhezeiten erkennen. Der Planer wird also dahingehend unterstützt, dass er nur das planen kann, was auch realisierbar ist. Am Ende interessiert dann aber zumeist primär die grafische Aufstellung. Sie visualisiert terminliche Auswirkungen der Verschiebung auf den verschobenen Auftrag und bei Bedarf auch auf alle anderen Aufträge.
Am Ende führt jede Neuplanung durch veränderte Eingangsdaten zu einem neuen Planungsergebnis. Aber jeder in der Planung gelöste Konflikt tritt in der Produktion nicht auf und auch wenn ein Konflikt vielleicht nicht behoben werden kann, ermöglicht die frühzeitige Entdeckung, dieses Problem vielfältiger anzugehen. Denn jetzt können vielleicht noch gemeinsam mit dem Kunden neue Liefertermine gefunden oder gemeinsam mit der Belegschaft die Urlaubsplanung überarbeitet werden. (jbi)

Stephan Birkmann ist Kundenberater MES bei Gfos in Essen.


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