Ein guter Produktionsplan – was bedeutet das? Wie lässt sich die Produktivität steigern und wie definiert man Ziele der Produktionsplanung?

Die digitale Produktionsplanung ist ein Prozess, bei dem digitale Technologien eingesetzt werden, um Planungs- und Produktionsmanagementprozesse zu optimieren. Dadurch können Unternehmen ihre Effizienz steigern, Kosten senken und die Qualität ihrer Produkte verbessern.

Die Produktionsplanung sollte auf einer präzisen Definition der Prozesse und ihrer Rolle im strategischen Plan des Unternehmens basieren, auf einer effektiven Terminplanung sowie – im nächsten Schritt – auf Kontrolle und kontinuierlicher Verbesserung.

Effektive Planung ist ein komplexer Prozess, der aus vielen Phasen besteht und darauf abzielt, die Verfügbarkeit von Materialien, Anlagen und personellen Ressourcen sicherzustellen.

Damit ein Produktionsplan gut strukturiert und flexibel ist, ist ein reibungsloser Informationsfluss zwischen allen Abteilungen im Unternehmen unerlässlich.

Einer der wichtigsten Vorteile der digitalen Produktionsplanung ist die Möglichkeit, schnell auf Veränderungen in den Produktionsprozessen zu reagieren. Digitale Systeme ermöglichen die Überwachung und Analyse von Daten in Echtzeit, wodurch Probleme rasch erkannt und entsprechende Maßnahmen ergriffen werden können. Dadurch lassen sich Produktionsverzögerungen vermeiden und die Abfallmenge reduzieren.

Digitale Analyse automatischer Produktionsprozesse

Ein weiterer wichtiger Aspekt der digitalen Produktionsplanung ist die Automatisierung von Prozessen. Digitale Systeme können selbstständig Produktionspläne erstellen, Aufgaben an Mitarbeiter zuweisen oder Rohstoffe reservieren. Dies ermöglicht Kostensenkungen sowie die Minimierung des Risikos menschlicher Fehler.

Die digitale Produktionsplanung erlaubt zudem eine bessere Nutzung der Unternehmensressourcen. Durch Datenanalyse kann genau bestimmt werden, welche Produktionslinien unter ihrem Potenzial arbeiten und wo Veränderungen erforderlich sind. Dadurch werden Prozesse optimiert und Ressourcen effizient eingesetzt.

Durch den Einsatz digitaler Systeme können Unternehmen ihre Ressourcen besser nutzen, Prozesse automatisieren und schneller auf Veränderungen in der Produktion reagieren.

Es handelt sich um einen innovativen Ansatz im Produktionsmanagement, der Unternehmen ermöglicht, Effizienz zu steigern, Kosten zu senken und die Produktqualität zu verbessern.

Digitale Transformation in der Produktionsplanung

Wie sollte Produktionsplanung aussehen?

Das polnische Modell der Produktionsplanung hat in den letzten 20 Jahren aufgrund der Verlagerung von Produktionsaufträgen aus westlichen Märkten einen tiefgreifenden Wandel durchlaufen. Wiederkehrende Aufträge verblieben westlich der Oder, während Aufträge mit häufigen Änderungen vom polnischen Markt übernommen wurden – begünstigt durch niedrigere Produktionskosten in Polen. Internationale Aufträge werden in Polen effizient umgesetzt, meist aus dem Westen kommend, unterstützt durch gut entwickelte und einfache Transportstrukturen.

Die Produktionsplanung ist ein zentraler Bereich, der die Arbeitsproduktivität und die Gewinne von Produktionsunternehmen maßgeblich beeinflusst. Sie muss präzise auf dem strategischen Unternehmensplan basieren. Jedes Ereignis im Produktions- und produktionsnahen Bereich sollte an diesen Zielen ausgerichtet sein. Geeignete Systeme können die Qualität und Effizienz erheblich verbessern.

Ein langfristiger Produktionsplan legt fest, ob das Unternehmen über einen ausreichenden Maschinenpark verfügt oder zusätzliche Investitionen erforderlich sind. Ebenso werden der Personalbestand überprüft und gegebenenfalls weitere Rekrutierungen definiert. Digitale Technologien verbinden Systeme und Prozesse in allen Produktionsbereichen und schaffen einen integrierten Ansatz für Produktionsabläufe – vom Design über die Fertigung bis hin zum Service der Endprodukte.

Das Produktionsniveau wird zudem durch definierte Mindest- und Höchstbestände bestimmt, die das Unternehmen in seinen Lagern halten möchte. Ebenso werden Produktionskapazitäten in vorgelagerten Prozessen sowie technologische Abhängigkeiten – sogenannte Engpässe – berücksichtigt. Nicht selten bestimmen diese Engpässe das Produktionsniveau bestimmter Produktgruppen. Für geplante Aktivitäten in einem bestimmten Zeitraum wird die Verfügbarkeit von Rohstoffen geprüft und Lieferungen werden bestätigt.

Automatisierungs-Engine

Durch automatischen Lastenausgleich erstellt das System den bestmöglichen Produktionsplan unter Berücksichtigung aller Variablen, wie Maschinenverfügbarkeit oder Verfügbarkeit sekundärer Ressourcen. Die Automatisierungs-Engine ist ein leistungsstarkes Werkzeug, das dem Planer viele Stunden manueller Arbeit erspart. Geeignete Systeme können die Qualität und Effizienz erheblich verbessern.

Virtuelle Produktionsplanung – Systeme für virtuelles Scannen und Design

Ziel der virtuellen Planung ist es, einzelne Tätigkeiten und Abläufe so zu strukturieren, dass während der späteren Produktion alle Prozesse synchronisiert sind und die Zyklen der Produktionslinie reibungslos koordiniert werden. Dies erfordert eine präzise und skalierbare Modellierung jedes Details der Produktionshalle. Hierfür wird dreidimensionales Scannen eingesetzt. Mithilfe spezieller Hardware und Software wird eine virtuelle Reproduktion des physischen Produktionsobjekts erstellt, einschließlich aller Maschinen, Werkzeuge und Regalsysteme.

Ein gutes Beispiel ist Audi in seinen Werken in Neckarsulm, wo mithilfe dieser Technik 250.000 Quadratmeter Produktionsfläche gescannt wurden. Die dafür eingesetzte Software ist eine Eigenentwicklung von Audi, basierend auf künstlicher Intelligenz und dem Prinzip des maschinellen Lernens (Machine Learning).

Im konventionellen Planungsprozess eines neuen Modells werden verschiedene physische Prototypen eingesetzt, bei denen viele Teile manuell gefertigt werden. Dadurch ist dieser Prozess zeitaufwendig und kostenintensiv.

Nach Abschluss der virtuellen Simulation werden die Prozessdesign-Daten in ein übergeordnetes System exportiert, auf dessen Grundlage beispielsweise ein Transportfahrzeug produziert wird. Die virtuelle Produktionsplanung des Audi e-tron GT ohne physische Prototypen ermöglichte nicht nur Zeitersparnis, sondern auch die Einsparung von Materialien und somit natürlicher Ressourcen. Gleiches gilt für die Planung von Transportmitteln sowie für Lager- und Transportprozesse.

Produktionsplanungssystem MES

Sorgfältige Produktionsplanung bedeutet auch die Reduzierung papierbasierter Dokumentation.

Die Bezeichnung MES steht für „Manufacturing Execution System“. Seine Hauptaufgabe besteht in der Verwaltung der Daten, die von der Produktionslinie eingehen.

Ein MES-Produktionsplanungssystem ist eine Software zur Erfassung und Überwachung von Maschinendaten. Auf Basis dieser Daten kann die weitere Produktion geplant und ihre Effizienz verbessert werden. Ebenso lassen sich Fertigungsprozesse optimieren und strukturieren. Die manuelle, zeitaufwendige Datenerfassung entfällt.

Die ideale Lösung besteht darin, kurzfristige Planung auf Grundlage langfristiger Strategien durchzuführen – unter Berücksichtigung des aktuellen Zustands, der Auftragssituation sowie des tatsächlichen Produktionsfortschritts. Das Ergebnis typischer kurzfristiger Planungsmaßnahmen ist ein konsolidierter Produktionsplan für den nächsten Zeitraum.

Im Rahmen dynamisch entstehender Netzwerke können produzierende KMU potenziell flexibler sein und schneller auf Kundenbedürfnisse reagieren als große Unternehmen. Solche Netzwerke ermöglichen die Bündelung von Ressourcen sowie die gemeinsame Nutzung von Kosten für Schulungen, Forschung und Entwicklung, Wartung sowie Planung und Kontrolle.

Für KMU ist die kurzfristige Planung entscheidend. Ebenso müssen die tatsächlichen Ressourcenkapazitäten im Verhältnis zu Aufträgen, Marktsituation und geforderten Lieferterminen bewertet werden. In vielen Fällen haben kleine Unternehmen erhebliche Schwierigkeiten, den tatsächlichen Produktionsstatus hinsichtlich Arbeitsauslastung und Lagerbestand zuverlässig zu beurteilen.

Was sind die Hauptvorteile eines MES-Systems?

In erster Linie ermöglicht ein MES-System die präzise Überwachung aller Vorgänge in der Produktionshalle. Das System erfasst den Zustand von Maschinen und Werkzeugen, eingesetzte Materialien, Stillstandszeiten sowie fehlerhafte Produkte.

MES erlaubt die Echtzeitverfolgung und -analyse von Produktionsprozessen, sodass Manager Bereiche mit Verbesserungspotenzial identifizieren und schnelle Entscheidungen treffen können.

Es ermöglicht die Überwachung der Produktqualität, die Identifikation von Problemen sowie deren unmittelbare Behebung. Dadurch lassen sich Fehler und Ausschuss minimieren, was zu höherer Kundenzufriedenheit führt.

Zudem können Ressourcen- und Materialverschwendung vermieden, die Effizienz von Maschinen und Anlagen verbessert und Stillstandszeiten reduziert werden. All dies trägt zur Senkung der Produktionskosten bei.

Ein MES-System ermöglicht außerdem die Integration von Produktionsprozessen mit Managementsystemen wie ERP (Enterprise Resource Planning), was die Produktionsplanung zusätzlich erleichtert.

Planung vs. Produktionsfeinplanung – worin liegen die wesentlichen Unterschiede?

Wie reagieren APS-Systeme auf die heutigen Marktanforderungen?

Damit der Einsatz von Algorithmen effizient ist und in akzeptabler Zeit verwertbare Lösungen liefert, sind geeignete Automatisierungswerkzeuge erforderlich. Solche Werkzeuge sind IT-basierte APS-Systeme (Advanced Planning and Scheduling). Sie ermöglichen die Erstellung hochoptimierter Produktionspläne in sehr kurzer Zeit. Ein APS-System erlaubt die gleichzeitige Planung von Operationen für mehrere Produkte und Arbeitsplätze.

Die Planung erfolgt auf Grundlage von Daten aus ERP-Systemen (Enterprise Resource Planning), MES-Systemen (Manufacturing Execution System) sowie weiteren Informationsquellen. Durch den Einsatz fortschrittlicher mathematischer Algorithmen und Simulationsmodelle können APS-Systeme auf zahlreiche Marktanforderungen reagieren.

Ein wesentlicher Vorteil von APS-Systemen ist ihre Integrationsfähigkeit mit anderen IT-Systemen im Unternehmen. Dadurch werden Prozesse automatisiert und das Risiko menschlicher Fehler reduziert. APS-Systeme ermöglichen die automatische Datenverarbeitung sowie die Generierung von Berichten, was die Unternehmensabläufe erheblich erleichtert.

Planung und Feinplanung in der automatisierten Produktion

Die Produktionsplanung ist der Prozess der Festlegung, was, wie und wann produziert werden soll, um die Marktanforderungen zu erfüllen. Dabei wird bestimmt, welche Produkte gefertigt werden, welche Spezifikationen und Mengen vorgesehen sind, welche Produktionsprozesse eingesetzt werden und welche Ressourcen erforderlich sind. Die Produktionsplanung ermöglicht eine vorausschauende Organisation der Fertigung unter Berücksichtigung variabler Faktoren wie Saisonabhängigkeit, Markttrends oder Rohstoffverfügbarkeit.

Die Produktionsfeinplanung (Harmonogrammplanung) hingegen bestimmt, wann und in welcher Reihenfolge Produkte gemäß dem Produktionsplan gefertigt werden. Ziel ist die Optimierung der Nutzung von Produktionsressourcen wie Maschinen und Personal, um maximale Effizienz zu erreichen und Stillstandszeiten zu minimieren. Die Feinplanung berücksichtigt zudem Faktoren wie Nachfrageschwankungen, Lieferverzögerungen von Rohstoffen oder Maschinenausfälle.

Beide Prozesse sind entscheidend für ein wirksames Produktionsmanagement und stellen sicher, dass die Fabrik marktgerecht arbeitet und die im digitalen Produktionsplan definierten Ziele erreicht.