Fertigungsplanung und Fertigungssteuerung – Smart Factory Glossar

Die Fertigungsplanung befasst sich damit, Produktionsprozesse zu organisieren, zu steuern und zu überwachen. Sie ist ein zentraler Aspekt des Produktionsmanagements und zielt darauf ab, eine effiziente und reibungslose Herstellung und Montage von Teilen sicherzustellen. Dies ist die Basis für eine leistungsstarke Produktion. Neben dem Planen der eigentlichen Fertigungsprozesse berücksichtigt die Fertigungsplanung das Bereitstellen der Materialien, die Kapazitätsplanung und die Terminierung.

Die Fertigungsplanung liefert die Antworten auf folgende Fragen:

• Was wird gefertigt?
• Wann wird gefertigt?
• Wie wird gefertigt?

• Womit wird das Produkt gefertigt?

   

Was gehört zur Fertigungsplanung?

Zur Fertigungsplanung gehören alle Aufgaben zwischen der Konstruktion des Produkts und dessen Herstellung. Dazu zählen unter anderem:

• Festlegen der Produktionsziele
• Auswahl der Produktionsverfahren
• Planen des Produktionsablaufs
• Kapazitätsplanung
• Materialbedarfsplanung
• Terminplanung
• Überwachen der Produktion

Eine effiziente Fertigungsplanung und Fertigungssteuerung trägt dazu bei, Ressourcen optimal auszulasten, Durchlaufzeiten zu verkürzen, Rüstzeiten und -kosten zu minimieren, den Personaleinsatz zu verbessern und die Produktivität zu maximieren. Die Verbesserung der Kundenzufriedenheit kann als übergeordnetes Ziel gesehen werden.

 

Unterschiedliche Arten der Fertigungsplanung

In der Praxis wird die Fertigung häufig mithilfe von Excel oder spezieller Software geplant.

• Excel stellt aufgrund seiner Flexibilität und der breiten Verfügbarkeit für kleinere Unternehmen oder einfache Planungsaufgaben eine beliebte Wahl dar. 

• Spezielle Planungssoftware beinhaltet umfangreiche Funktionen, die genau auf die Bedürfnisse der Fertigungsindustrie abgestimmt sind. Diese reichen von der automatisierten Planung sowohl einfacher als auch komplexer Abläufe über die effiziente Personaleinsatzplanung bis hin zur Simulation von Planungsszenarien. Die Analyse und Berücksichtigung von Echtzeitdaten aus der Produktion ist ein weiterer wichtiger Bestandteil von Fertigungsplanungssoftware, ebenso wie der Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI). Dieser hebt die Fertigungsplanung in jüngster Zeit auf ein völlig neues Level.

   

Fertigungsplanung mit Software

Die Feinplanung und Feinsteuerung ist laut Blatt 1 der VDI-Richtlinie 5600 eine der vielfältigen Aufgaben eines Manufacturing Execution Systems (MES). Diese grundlegende Aufgabe der Fertigungsplanung kann aber auch in einer eigenständigen Software abgebildet werden, so zum Beispiel im Advanced Planning and Scheduling System (APS) FEDRA von MPDV. Egal, ob die Planungsaufgaben mit einem MES oder APS erledigt werden: Sie sind laut VDI-Richtlinie 5600 klar umrissen und beinhalten alle relevanten Aspekte der Produktion.

Dabei berücksichtigt die Fertigungsplanung

• die Produktionsziele, 
• den Arbeitsvorrat, 
• die Ressourcenverfügbarkeit 
• und die Materialwirtschaft. 
   

Ziel der Fertigungsplanung mit einer Software ist es, Maschinen effizient zu belegen und das Personal optimal entsprechend seiner Qualifikationen einzuplanen. Zu den weiteren Aufgaben gehört es, automatisiert Lösungen zu finden, sobald es in der Fertigung zu unvorhergesehenen Ereignissen kommt. Dies ist zum Beispiel der Fall, wenn eine Maschine plötzlich stillsteht oder Material nicht rechtzeitig angeliefert wurde, um weiterverarbeitet zu werden. Dann muss die Software schnell einen Alternativplan generieren, um zum Beispiel den vereinbarten Liefertermin einhalten zu können.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass eine Software die detaillierte Planung und Steuerung der Fertigungsprozesse ermöglicht und dazu beiträgt, Ineffizienzen zu reduzieren. Zudem verbessert sie die Transparenz in der Produktion.

 

Fertigungsplanung mit KI

Künstliche Intelligenz wird zunehmend in die Fertigungsplanung integriert und verspricht dort erhebliche Effizienzsteigerungen und Kosteneinsparungen. KI-Technologien können zum Beispiel helfen, komplexe Datenmuster zu erkennen, Prognosen zu erstellen und Entscheidungsprozesse zu optimieren. So kann KI genutzt werden, um die Produktionsplanung in Echtzeit an veränderte Bedingungen anzupassen.

MPDV bietet mit der Manufacturing App AI Planning eine Fertigungsplanung an, die auf Künstlicher Intelligenz basiert. AI Planning optimiert mithilfe des bewährten Reinforcement Learning die Verteilung von Arbeitsgängen auf Maschinen und Ressourcen. Die Optimierungsziele wie minimale Rüstaufwände oder maximale Termineinhaltung lassen sich vom Anwender definieren.

 

Beispiel: Das Advanced Planning and Scheduling System FEDRA

Das APS FEDRA ist eine umfassende Fertigungsplanung, die die genannten Vorteile einer Planungssoftware vereint und für Planungssicherheit sorgt. Die Software ist modular gestaltet, sodass Unternehmen genau die Funktionen nutzen können, die sie für ihre Produktionsabläufe benötigen. Zu den Standardfunktionen gehört das Detailed Scheduling, also die Feinplanung. Diese verteilt die Aufträge aus der Grobplanung auf die verfügbaren Ressourcen: Neben der Maschine, auf der ein Auftrag gefertigt wird, lässt sich mit der Software zum Beispiel auch die Reihenfolge der verschiedenen Arbeitsgänge planen. Die gesamte Planung wird in einer grafischen Plantafel dargestellt. Dies erleichtert es dem Planer zu erkennen, wie stark die Kapazitäten ausgelastet sind und wo die Belegung lückenhaft ist und effizienter geplant werden kann.

Mithilfe einer Fertigungsplanungssoftware wie APS FEDRA können Unternehmen auch mehrere Ressourcen gleichzeitig einplanen, was neben der Primärressource die Verfügbarkeit der Sekundärressourcen sichert. Zu den typischen Primärressourcen zählen Maschinen und Arbeitsplätze. Beispiele für Sekundärressourcen sind Werkzeuge und Fertigungshilfsmittel, die Unternehmen für die Produktherstellung benötigen. Die mApp Secondary Ressource Planning zeigt die Belegung dieser Ressourcen in einem Gantt-Diagramm an und führt Ressourcen, die mehrfach belegt wurden, in einer Konfliktliste auf. Zum weiteren Funktionsumfang von APS FEDRA gehören Anwendungen wie das Energy Demand Planning, mit der sich Lastspitzen vermeiden lassen, oder mApps zum Advanced Process Modeling. Mit den Anwendungen aus dieser Kategorie lassen sich Zusammenhänge und Rahmenbedingungen, die bei der Planung berücksichtigt werden sollen, detailliert modellieren.

APS FEDRA kann sowohl als Stand-alone-Lösung genutzt als auch mit den vielfältigen Funktionen des MES HYDRA X von MPDV kombiniert werden.