Intelligente Planung ist bares Geld wert
Wenn Maschinen für einen neuen Auftrag umgerüstet werden, entsteht keine Wertschöpfung. Je geringer die Rüstanzahl und je kürzer die Rüstzeiten zwischen den Aufträgen sind, desto kleiner ist der unproduktive Leerlauf. Durch eine intelligente Planung der Reihenfolge versucht man, dies trotz wechselnder Aufträge zu erreichen. Allerdings: Bei nur zehn Aufträgen sind bereits mehrere Millionen Kombinationen in der Reihenfolge möglich. Ziel ist es, ähnliche Aufträge so zu gruppieren, dass Rüstzeiten für den Werkzeugwechsel minimiert werden und die Termintreue verbessert wird. Eine intelligente Fertigungsfeinplanung ist für Unternehmen bares Geld wert.
Grundlage einer solchen Planung sind bei STAUFF zukünftig digitale Produktionsdaten. Genau damit beschäftigte sich Luis Berghoff. Bisher erfolgte die Feinplanung von Hand. Dabei war viel „manuelles“ und jahrelang erprobtes Erfahrungswissen im Spiel, das für eine zukünftig KI-gestützte Lösung nutzbar gemacht werden sollte.
Berghoff untersuchte die Rüstwechselparameter, um eine Rüstwechselmatrix zu erstellen. Der Student entschied sich schließlich für einen praxisorientierten Ansatz. Er konzentrierte sich auf zwei Szenarien mit unterschiedlichen Rüstparametern, die besonderen Einfluss auf die Rüstzeiten haben. Für diese Szenarien hinterlegte er Rüstzeiten im Planungssystem. Kombiniert wurden die Parameter u. a. mit dem Faktor Termintreue. Berghoff sortierte den digitalen Auftragsspeicher nach absteigender Dringlichkeit. Basierend auf all diesen Daten berechnete die Software eine optimierte Fertigungsfeinplanung.
Am Ende machte der Student den Vergleich zwischen Planer und KI: Welche Art der Planung bringt Produktivitätsvorteile? Ergebnis: Die Arbeit erfahrener Planer aus Fleisch und Blut ist zurzeit noch schwer zu übertreffen, aber bei geringerer Planungserfahrung hat die automatisierte Planung bereits jetzt die Nase vorn. Und das ist erst der Anfang. Der datenbasierte Ansatz legt den Grundstein für weitere Verbesserungen auf Basis der KI.
„Wirtschaftlichkeit in einem volatilen Umfeld steigern“
Ulrich Levermann, Plant Manager Plettenberg bei STAUFF Deutschland, der das Bachelor-Projekt im Betrieb verantwortete, sagt: „Themen wie KI und eine automatisierte Planung werden für uns entscheidende Faktoren sein, um die Wirtschaftlichkeit in einem volatilen Produktionsumfeld zu steigern. Die Möglichkeiten der Automation direkt in der Fertigung sind weitestgehend ausgeschöpft. In der Planungsprozessen gibt es aber noch großes Potenzial, und Themen wie KI bieten da Möglichkeiten.“
Nach dem Projekt von Luis Berghoff können die Softwaresysteme ERP (Enterprise Resource Planning) und MES (Manufacturing Execution System) noch vernetzter zusammenarbeiten: ERP konzentriert sich auf die übergeordnete betriebswirtschaftliche Planung, während MES die Fertigungs- und Reihenfolgeoptimierung im Fokus hat.
„Für die hohe Komplexität aufgrund unsere Produktvielfalt und der Anzahl an Aufträgen können die Systeme eine große Hilfestellung bieten“, so Levermann. „Hinterlegt mit entsprechenden Prioritäten wie Kundenliefertermin und optimaler Rüstreihenfolge können schnell Planungsszenarien erstellt und bewertet werden.“ Diese Ergebnisse in KI-gestützte Iterationsschleifen zu überführen, sei möglich. Jede Schleife bringe weitere Verbesserungen.
Wichtiges Netzwerk hinter dem Projekt
„Neben den interessanten und für das Unternehmen praktisch umsetzbaren Ergebnissen der Bachelorarbeit, ist für uns ebenso das beteiligte Netzwerk interessant“, bilanziert Levermann. Andreas Becker von der Gesellschaft zur Wirtschafts- und Strukturförderung im Märkischen Kreis, stellte als Technologiescout den Kontakt zu Prof. Dr.-Ing. Klaus-Michael Mende von der Fachhochschule Südwestfalen her, der die Arbeit betreute. Der Experte für Produktionsprozesse unterstützt den Märkischen Arbeitgeberverband und seine Mitglieder, darunter STAUFF, im Themenbereich Arbeitswirtschaft und Produktionsoptimierung. Berghoffs Arbeit beurteilte der Hochschulprofessor mit „sehr gut“ und freute sich darüber, dass der Student zukünftig bei STAUFF arbeiten wird.
