Mehr als nur Just-in-Sequence-Produktion

psipenta-logoProdukte & Lösungen: PSI-Einheiten entwickeln hochspezialisierte Automotive-Lösung

Seit 20 Jahren entwickelt die PSI Software für die Automobilindustrie. Durch die  kooperation von drei PSIEinheiten zur Entwicklung einer Just-in-Sequence (JIS)-Lösung wird die kompetenz in der Automobilbranche nun auf ein neues Level gehoben. Das System wird in JAVA programmiert – einer der ersten Schritte innerhalb der langfristigen Strategie des  konzerns, Plattformkonvergenz bzw. Hardwareunabhängigkeit aller PSI-Produkte sicherzustellen.

Die PSIPENTA Software Systems GmbH übernimmt als Branchenspezialist zum einen die Konzeptionsarbeit und bringt neben ihrer Branchenkenntnis vor allem auch den Marktzugang in das Projekt ein. Die polnische Geschäftseinheit PSI Produkty i Systemy Informatyczne Sp. z o.o. übernimmt die Programmierungs- und Implementierungsleistung und wird den Vertrieb in den osteuropäischen Märkten ankurbeln. Fuzzy Logik Systeme GmbH (F/L/S) integriert mit ihrer Qualicision-Technologie eine Reihenfolgeoptimierung innerhalb des JISSystems auf Seiten des Automobilbauers und des Lieferanten, die sich bereits bei namhaften Automobilbauern in über 30 Fabriken bewährt hat.  Ein Prototyp der Lösung wird am 9. Juni 2011 auf dem PSI-Automotive-Day in Sinsheim vorgestellt.

Komplexität der automobilen Wertschöpfungskette
Die Automobilindustrie zählt zu den anspruchvollsten Branchen und wichtigsten Wachstumstreibern Europas. Durch die Individualisierung der Kundenwünsche und damit den wachsenden Einfluss der Endkunden hat sich die Komplexität der Wertschöpfungskette in der Automobilindustrie stark erhöht. Hoher Innovations- und Kostensdruck bei gleichzeitiger Komplexitätszunahme durch marktgetriebene Modell- und Variantenvielfalt stellen die Branche vor große Herausforderungen. Original Equipment Manufacturers (OEMs) konzentrieren sich auf Marketing und Vertrieb und lagern immer größere Teile ihrer Montage an Zulieferer aus. Innerhalb der Wertschöpfungskette übernehmen sie neben der Endmontage oft nur noch die Produktion von Komponenten, die für die Differenzierung ihrer Marke von besonderer Bedeutung sind. In der Zulieferindustrie lagern sogenannte Tier-1-Lieferanten wiederum Teile ihrer Produktion an Unterlieferanten (Tier-2-Lieferanten) aus, was zu einer weiteren Verzweigung der logistischen Kette führt. Der erhöhte Zeit- und Flexibilitätsdruck für den Produktentstehungs- und damit auch Logistikprozess trifft also die beteiligten Zulieferer und Automobilbauer gleichermaßen.

Just-in-Sequence
PSI-JIS ist speziell auf diese Bedingungen ausgerichtet und unterstützt eine hoch automatisierte, reihenfolgeoptimierte und -synchrone Produktion und Lieferung vom Lieferanten bis zum Automobilbauer. Das  heißt, verschiedene Varianten des gleichen Teils oder eines vorkonfigurierten Moduls werden zur richtigen Zeit in der richtigen Sequenz und Position an die Montagelinie des Automobilbauers geliefert. Gleichzeitig erstellt die Qualicision-Technologie optimale Reihenfolgen, also Produktions- oder Montagesequenzen, sowohl auf Seiten des Lieferanten als auch beim OEM. Um die Logik einer Just-in-SequenceProduktion zu verdeutlichen, soll ein Vergleich mit der bereits seit den 70er Jahren in der Automobilindustrie bekannten Just-in-Time-Produktion herangezogen werden. Hier gibt der OEM eine größere Stückzahl eines Teils bzw. einer Variante des benötigten Teils zu einem bestimmten Zeitpunkt in Auftrag. Die Sequenzen der Produktion bzw. Montage werden dabei jedoch nicht durchgängig berücksichtigt. Genau diese werden auf Grund der wachsenden Variantenvielfalt aber immer bedeutender und bestimmen die Produktions- und Logistikprozesse maßgeblich. Die Relevanz dieses Themas belegt allein das Beispiel des 3er BMW, der in so vielen Varianten gefertigt wurde, dass nur zwei bis drei identische Fahrzeuge im Jahr das Werk verließen. Just-in-Sequence löst diese Problematik, indem die Teile nach einem Pull-Prinzip nicht nur zum richtigen Zeitpunkt ans Band geliefert, sondern in der richtigen Reihenfolge der Fahrzeuge bereitgestellt werden. Das geschieht, indem die Software Produktions- bzw. Lieferaufträge für genau EIN bestimmtes Teil zu einem bestimmten Zeitpunkt generiert, das zudem mit einer eindeutigen Vehicle Identification Number (VIN) – also die Zuordnung zu einem bestimmten Packstück – und Sequenznummer versehen wird. Dabei werden insgesamt drei Abrufe, so genannte JIS-CALLS, n Tage, n Stunden und n Minuten vor Beginn der Montage vom OEM an den Lieferanten generiert, um auf kurzfristige Konfigurationen durch den Kunden zu reagieren. Die Vorlaufzeit variiert in Abhängigkeit von der Entfernung zwischen Lieferanten und Endkunden bzw. Produktion und Montage. Hoch automatisiert, mit möglicher Anbindung an ein ERP-System, beauftragt der Automobilbauer also seine Lieferanten unter Berücksichtigung der Produktionsreihenfolge und spart so enormen logistischen und zeitlichen Aufwand.

Reihenfolgen optimieren
Über diese gängigen JIS-Funktionen hinaus gehend, unterstützt Qualicision eine Reihenfolgeoptimierung der Produktion bzw. Montage beim OEM oder/und Lieferanten um einen ausgewogenen Produktionsfluss in Bezug auf Mensch und Maschine zu erreichen. Eine denkbare Situation kann sich zum Beispiel darauf beziehen, Mitarbeiter bei der Arbeit nicht zu überfordern. Wenn ein Montagemitarbeiter am Band drei oder vier voll ausgestattete Fahrzeuge hintereinander bearbeitet, erfordert dies einen hohen Grad an Konzentration mit dem Ermüdung einhergeht. Logisch ist, dass damit ein erhöhtes Fehlerrisiko vorhanden ist, das durch eine ausgewogenere Sequenz, sprich weniger punktuelle Anspannung und dauerhaft gleichmäßigere Belastung, reduziert werden kann. Sprachlich ausgedrückt könnte eine Vorgabe an die Software also lauten: Wenn ein voll ausgestattetes Auto montiert wird, dann soll das System so optimieren, dass möglichst ein Fahrzeug folgt, das einfach ausgestattet ist. Diese Anforderung für optimale Sequenzen in der Montage steht zum Teil im Widerspruch zu den Anforderungen an die Sequenzen in der Lackiererei. Diese möchte nach Farben der Fahrzeuge gruppieren und dabei die Farbwechsel von hellen zu dunklen Farben bevorzugen. Denn voll ausgestattete Fahrzeuge, die in der Montage zu hohen Arbeitslasten führen, sind nun einmal überwiegend dunkel. Die sich beim OEM ergebende Komplexität der Sequenzierung übersteigt in ihren Kombinationsmöglichkeiten bei allem Fachwissen die menschliche Vorstellungskraft. Das betrifft neben der Montage und Lackiererei auch den Rohbau. Auch dieser Bereich hat eigene Optimierungsziele hinsichtlich der Auftragssequenzen, die aus der Sicht der dortigen Ressourcen wie Schweißroboter oder Zuführkassetten etc. festgelegt sind.

Widersprüche harmonisieren
Aus der Sicht der Zulieferer, die im JIS-Umfeld die komplex entstandenen Sequenzen bedienen müssen, gibt es ebenfalls Anforderungen an die eigenen Fertigungssequenzen. Die wiederum müssen den technischen und wirtschaftlichen Anforderungen eines Zulieferers gerecht werden. Mit Qualicision können diese Sequenzen in analoger Art und Weise berechnet werden. Durch die Unterschiedlichkeit der Fertigungsprozesse entsprechen diese aber in der Regel nicht den Sequenzanforderungen der zu beliefernden OEMs. Da beide Sequenzarten durch die gleiche Software berechnet werden, ist der Zulieferer in der Lage, den Widerspruch zwischen seinen Anforderungen an die eigene Fertigungssequenz und denen des OEMs, zu harmonisieren. Um solche optimierte Reihenfolgen zu erstellen, muss Qualicision alle Maßnahmen, die nach dem unter Umständen kurzfristigen Ausstattungsfreeze von Änderungen betroffen sind, in die Sequenzbildung einbeziehen. Dazu zählen zum Beispiel die zeitliche Feinplanung, die interne Disposition oder die Koordination der Lieferanten. Auch im Fall einer Störung und deren Behebung stellt Qualicision eine Reoptimierung der Planung in kürzester Zeit sicher. Das System passt also die Planung und Ausführung widerspruchsfrei zum theoretisch möglichen Variantenraum an. Möglich ist diese Flexibilität, da Qualicision von der Philosophie her das Denken und Handeln des Menschen adaptiert und in die IT überträgt. Aus einer Situation heraus werden anhand überschaubarer Parameter und mit Hilfe von Heuristiken in großer Geschwindigkeit Entscheidungen bezüglich Reihenfolgen getroffen.

Standards für mehr Sicherheit
PSI-JIS ist als ein Standard konzipiert, der Basis für die branchenüblichen, unterschiedlichen Projektlösungen ist. Über eine standardisierte Schnittstelle zu einem Enterprise Resource Planning (ERP)-System, bevorzugt zu PSIpenta, gleicht das Programm alle relevanten, kaufmännischen Daten ab. Dazu zählen z. B. Stamm- oder Dispositionsdaten. Die Kommunikation erfolgt über EDI mit den Datenprotokollen VDA, EDIFACT oder ODETTE. Im Falle einer unterbrochenen Kommunikation, greift ein unabhängiges, standardisiertes Notkonzept. Die Software schafft sowohl für den OEM als auch für den Lieferanten maximale Transparenz über den Montageund Herstellungsprozess. So kann der Lieferant den Automobilbauer zu jedem Zeitpunkt über den Status jedes Auftrags Auskunft geben.

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