Use-Case Vorteile und Grenzen der Arbeitsvorbereitung mit APS

Autor / Redakteur: Nadine Maier* / Stefan Guggenberger

Papier dominiert immer noch die Arbeitsvorbereitung, wo andere Prozesse längst vollautomatisiert sind. Welche Potenziale und Grenzen sich aus der Automatisierung der Produktionsplanung ergeben und welche Rolle die APS dabei spielt.

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Die Automatisierung kann händisch geführte Excel-Dokumente ablösen und macht somit Prozesse effizienter, aber bei der Planung wird sie die Mensch-zu-Mensch-Kommunikation wohl nie vollständig ersetzen können.
Die Automatisierung kann händisch geführte Excel-Dokumente ablösen und macht somit Prozesse effizienter, aber bei der Planung wird sie die Mensch-zu-Mensch-Kommunikation wohl nie vollständig ersetzen können.
(Bild: gemeinfrei // Pexels)

Produzierende Unternehmen arbeiten daran eine vollautomatische Produktion als Status quo zu erreichen: MES (Manufacturing-Execution-Systeme) bündeln Experten-Know-how, Softwarelösungen und Technologien einzelner Produktionsprozesse und generieren so weitestgehend eine Prozessautomatisierung. Die Vollautomatisierung macht jedoch an einer ganz zentralen Stelle halt: bei der Arbeitsvorbereitung. Die Möglichkeiten und Grenzen bei der Automatisierung der Arbeitsvorbereitung zeigt das folgende Projekt zur Einführung eines Advanced Planning and Scheduling (APS).

Ausgangslage: Viel Zeit für Störgrößen

Vor dem Start des Digitalisierungsprojektes benötigte der Kunde - ein mittelständischer Hersteller von Outdoor Sportartikeln - eine Vorlaufzeit von drei Wochen, um einen Produktionsauftrag freizugeben. Infolgedessen mussten die Fertigungsaufträge sechs bis acht Wochen vor Produktionsstart eingeplant werden. Im dynamischen Industriealltag bedeutet das massig Zeit für Störgrößen, welche die ursprüngliche Planung beeinträchtigen können. Eine einzige Änderung in der Ausgangslage, wie veränderte Lieferbedingungen, Terminverschiebungen oder unvorhergesehene Bestellungen, kann die erstellte Planung aufheben. Ein weiterer Faktor, der unserem Kunden die Arbeit zusätzlich erschwerte, war die nicht im ERP-System eingeplante Kommissionierung. Dies führte dazu, dass die Produktionsaufträge meistens zu früh vorkommissioniert wurden.

Der Sportartikelhersteller kämpfte somit an zwei Fronten: Mit einer fehlerbehafteten Intransparenz und zunehmenden Aufwänden bei der Planung sowie mit stets zu früh bereitgestelltem Material, welches zusätzlichen Lagerplatz beansprucht.

Um die Arbeitsvorbereitung dynamischer zu gestalten und Lagerhaltungskosten zu reduzieren, wurde das L-mobile APS eingeführt. Das Advanced Planning and Scheduling mit ERP-Integration soll flexibel auf Terminverschiebungen reagieren und dabei eine realitätsgetreue Übersicht der Produktionsplanung in Echtzeit erstellen.

Projektverlauf: Automatisierung ermöglicht Verbesserungen

Bisher investiert die Arbeitsvorbereitung einen ganzen Tag, um die manuelle Planung in Excel vorzunehmen. Dadurch steht das Ziel hinsichtlich der Prozessoptimierung meist zurück. Mit dem APS wird die Planung von Aufträgen, Personal und Werkzeugen inklusive Materialverfügbarkeitsprüfung automatisiert durchgeführt. Der Planer kümmert sich anschließend lediglich um die Ausnahmen und Konflikte (z.B. Personal- oder Maschinenausfall, Materialunterdeckung zum Termin) und kann sich aufgrund des Wegfalls der Routinearbeiten in der frei gewordenen Zeit intensiv der Prozessverbesserung widmen.

Das APS verbessert im konkreten Kundenprojekt die Effizienz durch die terminierte Planung des Kommissioniervorgangs, sodass künftig Lagerplätze nicht unnötig durch zu früh bereitgestellte Materialien blockiert werden. Außerdem können nun parallele Arbeitsgänge zeitgleich geplant und durchgeführt werden. Mit der zeitgleichen Belegung einer Fertigungslinie kann auf diese Weise eine Optimierung der Fertigungsprozesse an den entsprechenden Arbeitsplätzen erfolgen, die zu einer deutlich höheren Produktivität führt.

In einer zweiten Projektphase soll eine Rüstoptimierung durch das APS erfolgen: Durch vordefinierte Regeln zum benötigten Werkzeug je Arbeitsgang und der Bildung von Materialähnlichkeitsgruppen wird hier eine optimale Maschinenauslastung realisierbar.

Advanced Planning and Scheduling vs. Automatisierte Produktionsplanung – kann die Arbeitsvorbereitung vollautomatisiert werden?

Der Einsatz des Advanced Planning and Scheduling hat der Arbeitsvorbereitung die Planung der Mitarbeiter auf die einzelnen Arbeitsgänge erleichtert. Das APS nimmt die Besetzung der Arbeitsplätze vor, lässt dabei aber immer noch eine manuelle Umbesetzung durch den Planer zu. Durch den Einsatz spezieller Automatismen konnten die zuvor ‚im Kopf‘ geplanten Prozesse dem intelligenten APS übertragen werden. Das APS bildet nun stets alle Daten in Echtzeit und realitätsgetreu ab und sorgt für Fluss in der Fertigung durch den Einklang von Mensch, Maschine und Material zur richtigen Zeit.

Aber ersetzt ein APS dadurch den Produktionsplaner und findet demnach eine vollautomatisierte Produktionsplanung statt? Nein! Und diese Antwort gilt nicht nur für dieses konkrete Kundenprojekt, sondern ist allgemeingültig.

Ein APS kann spontane Änderungen nicht einplanen

Wurde im APS die Personalqualifikation und Maschinenqualifikationsbedarfe angelegt, kann mittels APS eine automatische Personalzuordnung stattfinden. Dadurch werden einzelne Planungsprozesse vereinfacht und beschleunigt. Ein APS hat aber immer dann seine Grenzen, wenn es um spontane Änderungen geht. Das können kurzfristige Ausfälle von Produktionsmitarbeitern, verschobene Kundentermine oder ein neuer dringlicher Auftrag sein. Bei diesen veränderten Einflussfaktoren findet zunächst immer noch eine Kommunikation von Mensch-zu-Mensch statt. Damit das APS von der veränderten Ist-Situation aus die Planung neu berechnen kann, benötigt es demzufolge auch wieder eine Person, die diese Information dem Produktionsplanungstool mitteilt – zeitnah und ohne Ausnahmen. Letztlich übernimmt keine Software die Verantwortung, sondern diese bleibt stets beim Anwender und das ist auch gut so!

Alleine diese beiden Beispiele zeigen, ohne Mitarbeitereinsatz kann eine vollautomatische Produktionsplanung niemals stattfinden. Sie kann weder beurteilen, ob ein Mitarbeiter über die Zeit neue Qualifikationen gewonnen und somit zusätzliche Arbeitsgänge mitunterstützen kann, noch kann Sie unvorhergesehene Personalausfälle oder kurzfristige Kundenanforderungen vorhersehen. Das ist aber kein Nachteil, sondern im Gegenteil extrem wichtig. Denn wir wollen schließlich nicht ohnmächtig dabei zuschauen, wie Maschinen die Prozesssteuerung übernehmen, sondern die neuen Technologien nutzen, damit wir die Steuerung gezielt in der Hand haben und in Echtzeit eine Optimierung vornehmen können.

* Nadine Maier arbeitet als Product Marketing Manager bei L-Mobile Solutions GmbH & Co. KG.

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