Ein Novum in der Welt der APS-Systeme

Anwenderbericht: Läpple-Blechteileverarbeitung regelt mit PSIpenta adaptive Produktion automatisch.

APS-Systeme setzt die fertigende Industrie zur simultanen Planung von Ressourcen – Material, Maschinen, Personal, Werkzeuge – sowie zur Berechnung von Produktionsstartterminen ein. Mit Vergangenheitsdaten und statistischen Modellen sollen sie Produktionsprozesse regeln und vor erkannten Störgrößen automatisch schützen. Die Läpple Blechteileverarbeitung zeigte mit PSIPENTA in einem aufwändigen Projekt, wie man mit adaptiver Regelung die Leistungen üblicher APS-Systeme erweitert und übertrifft. Anfang 2010 fasste der Automobilzulieferer, bei dem Ressourcen und Termine entscheidende Rollen im Wertschöpfungsprozess spielen, den Entschluss, sich mit zukunftssichernden IT-Lösungen für kommende Aufgaben fit zu machen. Klaus Mazurek, Leiter Corporate IT und CIO, war bewusst: „Wir müssen uns früh so aufstellen, dass wir nach der Krise in der Lage sind, vorhandene Ressourcen optimal zu nutzen und flexibel auf alle Anforderungen des Markts zu reagieren.“ Gemeinsam mit der Berliner PSIPENTA Software Systems GmbH hob man nach vielen Analysen und Modellentwürfen das Projekt Hattrick aus der Taufe.

Ein Hattrick soll‘s richten – Treffer 1
„Der Name sollte ausdrücken, dass wir in drei Schritten drei Erfolge in drei Abteilungen erzielen wollten. Außerdem war unser Zeitplan sehr sportlich“, erläutert Mazurek. In drei Abschnitten zu je drei Monaten sollten Liquidität, Liefertreue und Lagerbestände in Disposition, Einkauf und Produktion mit Mitteln der Informationstechnologie optimiert werden. So begann der erste Abschnitt mit einer Potenzialanalyse auf der Basis der Zahlen aus 2009. Hier musste sich PSIPENTA dem Problem ingenieurtechnisch nähern, indem man kundenindividuelle kybernetische Modelle entwickelte.

Eine Simulationssoftware aus PSIpenta adaptive demonstrierte dann, wie sich das System aufgrund der Daten bei verschiedenen Abläufen verhält. Ein Pilot, den man für einige Artikelnummern einrichtete, wies die mögliche Ergebnisrealisierung nach. Rechnet man die Modelle mit unterschiedlichen Einstellungen durch, erkennt man die Hebel und Stellschrauben, deren Regulierungen zu den definierten Zielen führen. Das Ergebnis der ersten Phase bestand damit in mathematischen Modellen, die die Abläufe modifizieren und bei internen oder externen Störungen anpassen. Betrachtet man etwa die Produktionsliquidität vom Einkauf bis zum Versand, so ist als Idealzustand anzustreben, dass genau so viel Material hereinkommt, wie nach abgeschlossener Produktion hinausgeht. Liegen beträchtliche Materialmengen in den Lägern, bindet das Kapital und kostet Geld. Das Problem liegt also in der Synchronisation von Material -Zu- und -Abfluss. Dabei befinden sich aber plötzlich viele Parameter im Spiel, etwa die Wiederbeschaffungszeiten, die Bestelllosgrößen, die optimalen Fertigungslosgrößen, Rüstzeiten und viele mehr. Hier ist die Synchronisation Aufgabenstellung und Zauberwort zugleich. Die beteiligten Hebel, sprich Parameter, müssen laufend angepasst werden, denn sie ändern sich ständig, auch kurzfristig. So sind Wiederbeschaffungszeiten nicht auf ewig fix, sondern abhängig von der Kapazität der Lieferanten, den Bestellzyklen oder der Konjunktur. Diese Daten pflegt kaum jemand realistisch. Die Parameter – nicht nur die Wiederbeschaffungszeiten – sind spätestens nach zwei Jahren schlichtweg zweifelhaft und keine Planungsgrundlage mehr. Diese Prozesse zuverlässig zu regeln, bedarf es mathematischer Modelle. Zudem müssen mathematische Regulationsplattformen kontrollieren, ob alles wie berechnet eintritt. Bei Störungen muss der Regler automatisch so adaptieren, dass Zu- und Abfluss sich entsprechen. „Eigentlich ein klassisches SCM-Problem“, meint Mazurek.

Der automatische Disponent – Treffer 2
Im zweiten Stadium entwickelte man dann die organisatorischen Grundlagen für die dritte Phase. Spezialisten zerlegten in Teilprojekten die identifizierten „Hebel“ und definierten die zur Zielerreichung erforderlichen Maßnahmen. Dazu gehörte es, die Artikel zu klassifizieren, Produktionspläne zu erarbeiten, Losgrößen zu bestimmen und Kapazitätsbeschreibungen zu erstellen. Außerdem musste man sowohl Ist- als auch Soll- Prozesse definieren, modellieren und Verantwortlichkeiten festlegen, etwa für die Rüstzeitenoptimierung. In PSIpenta brauchte man lediglich die Artikel in Klassen einzuteilen und jeder Klasse eine Produktionslogik zuzuweisen. Aber noch etwas bestimmte die zweite Phase: „Jetzt drehte sich alles um den neuen Auftragsleitstand, mit ihm haben wir vieles verändert“, erzählt Joachim Scherff, Projektleiter Hattrick. Zusätzlich zu PSIpenta arbeitet der Leitstand mit den neuen Modulen SRM (Selbstregulierender Mechanismus) und DPA (Dynamischer Produktionsabgleich) aus PSIpenta adaptive. Das DPA-Modul dient vor allem der Rückstandsauflösung. Es plant automatisch in die Zukunft und sucht nach freien Zeiten und Kapazitäten. Dabei kann es die vorhandenen Ist-Aufträge verschieben, um einen Rückstand einzuplanen und mit dem gesamten Netz abzustimmen. Bisher ruhte die gesamte Verantwortung für die Produktion auf den Disponenten. Jetzt ist der Leitstand mit den Logiken aus Phase eins und SRM in der Lage, über einen Zeitraum von 600 Tagen zu planen. „Jetzt wird schlicht und ergreifend automatisch disponiert“, kommentiert CIO Mazurek.

Maximale Transparenz – Treffer 3
SRM und DPA ermöglichten im dritten Teil nicht nur die adaptive Steuerung des gesamten Produktionsnetzes, sondern auch die vollkommene Transparenz der Produktion laut Plan. Mazurek freut sich: „Wir haben jetzt das erste Mal ein realistisches Bild unserer gesamten Fabrik – visualisiert im SRM. Und auf Knopfdruck bekomme ich ein Abbild des gesamten Planungshorizonts.“ So lässt sich etwa ein Kapazitätsproblem, das sich erst in einem halben Jahr ergibt, schon heute erkennen und aus der Welt schaffen. Nicht nur die kaufmännischen Daten eines Auftrags verwaltet PSIpenta. Im ERP-System sind auch Stücklisten, Arbeitspläne und Werkzeuge angelegt. Kommt jetzt ein Teilabruf von Autotüren aus einem größeren Auftragsvolumen, verplant SRM ihn auf Knopfdruck und reguliert den Produktionsablauf so, dass alle im Netz befindlichen Aufträge gefertigt werden können. Damit regelt PSIpenta adaptive die Prozesse automatisch aufgrund der realen Werte des ERP-Systems. „Ein Novum in der Welt der APS-Systeme“, so Mazurek. Die Module optimieren zwar wie üblich außerhalb der Fertigungsplanung, sie geben ihre Planungen aber an das ERP-System zurück. So verbleibt die Planungshoheit im ERP-System und wird nicht separat nur im APS-System dargestellt. Als Nebeneffekt ergibt sich ein ganzes Controlling-Instrumentarium. Management, Controller und Leitstand sehen jederzeit alle Verantwortlichkeiten, alle Probleme und ihre Ursachen. So ermöglichen die unternehmensweite Transparenz, die automatische Disposition und die adaptive Steuerung durch den Leitstand nicht nur das Erreichen der Projektziele, sondern ermöglichen dem Management, jederzeit Strategien auf der Basis tagesaktueller Daten an die Marktgegebenheiten anzupassen.

Quelle: Production Manager 4/2011 Psi Aktiengesellschaft für Produkte und Systeme der Informationstechnologie