Fertigungssteuerung in der Smart Factory: Ihre Produktion im Griff

• Zu den Kernaufgaben und Methoden zählen die Auftragsfreigabe, Maschinen- und Arbeitsplatzbelegung, Reihenfolgeplanung, Echtzeitüberwachung, Prioritätsregelungen sowie Push- und Pull-Techniken.
• Ziele und Nutzen der Digitalisierung sind eine hohe Termintreue, bessere Ressourcennutzung, weniger Stillstände und höherer Durchsatz.
• Auftragsfreigabe: Produktionsaufträge werden an die Fertigung übergeben, sobald alle Voraussetzungen wie Materialverfügbarkeit und freie Kapazitäten erfüllt sind.
• Koordination der Maschinen- und Arbeitsplatzbelegung: Hier wird festgelegt, welche Maschine oder welcher Arbeitsplatz für welchen Auftrag eingesetzt wird.
• Reihenfolgeplanung: Wenn mehrere Fertigungsaufträge parallel anstehen, bestimmt die Reihenfolgeplanung die Abarbeitung. Dabei werden Kriterien wie Liefertermin, Rüstaufwand oder Priorität des Kundenauftrags berücksichtigt.
• Überwachung und Rückmeldung: Während der Produktion werden Aufträge in Echtzeit überwacht. Rückmeldungen aus der Fertigung, etwa über Fortschritt, Störungen oder Qualitätsabweichungen, fließen sofort in die Steuerung ein, um Anpassungen vorzunehmen.

MPDV unterstützt Sie bei der Fertigungssteuerung und -planung.

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Ein zentrales Ziel der Fertigungssteuerer ist es, die Termintreue zu sichern. Nur wenn Aufträge zuverlässig zum vereinbarten Zeitpunkt abgeschlossen werden, lassen sich Lieferzusagen einhalten und die Kundenzufriedenheit gewährleisten.

Darüber hinaus soll die Fertigungssteuerung dafür sorgen, dass Produktionsressourcen optimal genutzt werden. Maschinen, Werkzeuge, Personal und Material werden so eingesetzt, dass Auslastung und Effizienz steigen, während unnötige Leerlaufzeiten vermieden werden.

Ein weiteres Ziel ist es, Stillstände frühzeitig zu vermeiden oder schnell zu beheben. Durch das rechtzeitige Erkennen von Engpässen und Störungen können Gegenmaßnahmen eingeleitet werden, um unproduktive Zeiten zu reduzieren.

Nicht zuletzt dient die Fertigungssteuerung auch der Verbesserung von Qualität und Durchsatz. Eine abgestimmte Steuerung verringert Ausschuss und Nacharbeit und ermöglicht gleichzeitig, die Produktionsmenge zu erhöhen. Ohne Kompromisse bei der Qualität!

In der Fertigungssteuerung kommen unterschiedliche Methoden zum Einsatz, um Produktionsprozesse effizient und flexibel zu gestalten.

Eine verbreitete Vorgehensweise sind Prioritätsregelungen, mit denen entschieden wird, in welcher Reihenfolge Aufträge abgearbeitet werden. Ein klassisches Beispiel ist das “First In, First Out”-Prinzip (FIFO), bei dem der zuerst eingegangene Auftrag auch zuerst bearbeitet wird. In komplexeren Situationen können jedoch auch andere Regeln wie “Aufträge mit kürzester Bearbeitungszeit zuerst” oder “Aufträge mit dem nächsten Liefertermin zuerst” zielführend sein.

Eine grundlegende Unterscheidung besteht weiterhin zwischen Push- und Pull-Techniken:

• Bei der Push-Technik werden Aufträge nach den Vorgaben der Planung in die Fertigung hineingedrückt. Ob die aktuellen Kapazitäten dafür ausreichen, spielt zunächst keine Rolle. Ziel ist es, die geplanten Produktionsmengen abzuarbeiten. Diese Methode ist in stabilen Fertigungsumgebungen verbreitet, kann aber zu hohen Beständen oder Überlastungen führen.
• Die Pull-Technik hingegen setzt auf Bedarfssignale: Aufträge werden erst dann gestartet, wenn ein tatsächlicher Bedarf vorliegt. Das reduziert Lagerbestände und erhöht die Flexibilität, erfordert jedoch eine verlässliche Datenbasis und kurze Reaktionszeiten.

Ein weiteres zentrales Instrument ist der Kapazitätsabgleich. Dabei wird geprüft, ob die verfügbaren Ressourcen wie Maschinen, Personal oder Material ausreichen, um die anstehenden Aufträge zu bewältigen. Falls Engpässe auftreten, können durch Umplanungen geeignete Lösungen gefunden werden, um die Produktion dennoch termingerecht fortzuführen. Dazu gehören beispielsweise der Einsatz alternativer Maschinen oder veränderte Schichten.

Zunehmend wichtiger wird die Echtzeitsteuerung mithilfe von MES- und APS-Systemen:

• Ein MES (Manufacturing Execution System) liefert aktuelle Daten direkt aus der Fertigung, sodass Abweichungen sofort sichtbar werden und schnelle Reaktionen möglich sind.
• APS-Systeme (Advanced Planning and Scheduling) ergänzen dies durch intelligente Algorithmen, die eine detaillierte Feinplanung erlauben und selbst komplexe Abläufe simulieren können. Dadurch wird die Steuerung nicht nur effizienter, sondern auch deutlich anpassbarer.

Das Advanced Planning and Scheduling System FEDRA (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.

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