Fahrplansteuerung - Anlageneffektivität in der kombinierten Prozeß-/Stückfertigung

Roland Molz, Ingo Laqua

Bei kapitalintensiver Produktion ist eine hohe Anlageneffektivität Grundvoraussetzung für die Wirtschaftlichkeit. Das Prinzip der „Fahrplansteuerung“ hat sich als ein Ansatz bewährt, um gleichzeitig sowohl hohe Anlageneffektivität als auch kurze Lieferzeiten bei hoher Termintreue zu erreichen.

Die Wertschöpfung vieler Unternehmen aus der Lebensmittel- oder Textilindustrie, Halbzeughersteller, aber auch viele klassische Zulieferer ist durch kapital- und rüstintensive Anlagen gekennzeichnet. Dies können sowohl kontinuierlich arbeitende Anlagen (z.B. Extruder, Walzgerüste, Webstühle) als auch getaktete Anlagen wie Pressen und Stanzen sein. Häufig sehen sich diese Hersteller einer hohen Diskrepanz zwischen dem theoretisch möglichen Durchsatz und dem tatsächlichen Ausstoß konfrontiert.

Betrachtet man die Kennzahl der „Anlageneffektivität“ näher, lassen sich die Verlustleistungen unter 3 Schlagwörtern zusammenfassen: „Die Anlage steht, sie läuft nicht mit voller Geschwindigkeit oder es wird Ausschuß produziert“.

Zur Verbesserung der Anlageneffektivität gibt es zwei grundsätzliche, sich ergänzende Hebel:

  • Der erste Hebel setzt bei optimierter Auftragsreihenfolge und optimierten Auftragspaketen an. Hierdurch wird insbesondere die Anzahl der Sprünge zwischen stark abweichenden Prozeßparametern mit den resultierenden Heiz-, Rüst-, Reinigungs- und Anlaufzeiten reduziert.
  • Zweiter Ansatz ist die Stabilisierung und Optimierung der Herstellprozesse einschließlich der schnellen Reproduzierbarkeit bei einer Wiederholfertigung. Der geeignete Ansatz hierfür ist die Einführung eines integrierten Prozeßmanagements (IPM-Methode).

Um Scheinproduktiviät („Produktion auf Halde“) zu vermeiden, ist die Anlageneffektivtät aber immer im Wechselspiel mit der Bestandsentwicklung zu sehen. Und mit kundenorientierten Kennzahlen – Lieferzeit, Lieferfähigkeit etc. Verschärft wird das Problem da-durch, daß sich der Markt vielfach zu einem kurzfristigen Abrufverhalten in kleinen Losen entwickelt hat.

Die CIM GmbH hat eine bei unterschiedlichen Prozeßstückfertigern angewandte Methodik zur Auftragsreihenfolgebildung aufgegriffen und weiterentwickelt. Diese sogenannte „Fahrplansteuerung“ basiert auf 4 Stützen:

  1. Geeignete Kriterien zur Sortier- und Reihenfolgebildung werden ermittelt. Diese Kriterien sind häufig implizit bekannt („von hell zu dunkel, von breit auf schmal...“) und müssen dann nur systematisiert werden. Das Ergebnis ist ein Grundplan für alle Artikel.
  2. Zusätzlich werden optimale Fertigungsmengen definiert, sofern es entsprechende Restriktionen der Anlagen gibt („ganze Kessel“, „ganze Rollen“ usw.). Passen diese Vorzugsmengen schlecht zu den Kundenauftragsmengen, wird parallel ermittelt, inwieweit eine Vorfertigung verbrauchsstabiler Artikel technisch möglich und wirtschaftlich sinnvoll ist.
  3. Kundenaufträge werden in den Grundplan einsortiert: Entweder sie passen an entsprechender Position in den aktuellen Fahrplan oder können erst beim nächsten Fahrplan berücksichtigt werden. Hierzu sind entsprechende Einplanungsregeln gemeinsam zu vereinbaren. Neben prozeßtechnischen Restriktionen (z.B. maximale Laufzeit ohne Zwischenreinigung) ist z.B. die Länge eines Fahrplans - und damit auch die Optimierungsmasse - durch die marktseitig vertriebene Lieferzeit begrenzt.
  4. Als letzte Komponente sind für die eigene Produktion günstige Aufträge (wirtschaftlich produzierbar) zu fördern. Dazu gehört ein geeignetes Preissystem, die Weiterbelastung von Mehrkosten an "chaotische" Kunden (Mindermengen, Eilbestellung, etc).

Moderne SCM-Systeme und Simulationsprogramme setzen häufig ähnliche Optimierungsansätze ein. Zwingende Grundvoraussetzung für eine Algorithmierung ist allerdings, daß die zugrundeliegenden Regeln und Restriktionen bekannt und aufbereitet sind.

Wichtige Anwendungserfahrungen der CIM GmbH haben gezeigt, daß zu viele Reihenfolgekriterien die Optimierung nicht verbessern, sondern im Gegenteil für die praktische Anwendung zu unhandlich machen („weniger ist mehr“).

Vor einer großtechnischen Umsetzung sind die aufgestellten Regeln auf Tauglichkeit durchzutesten. Die CIM GmbH nimmt dazu beispielsweise spezielle Excel-Anwendungen. Vielfach sind signifikante Verbesserungen dann auch bereits mit einfachen Mitteln – z.B. eine Sortierung in R/3 über ein entsprechendes ABAP – statt mit aufwendigen Addons erzielbar.

erschienen in CIMAktuell, November 1999