Digitale (R-)Evolution der Produktion: Fertigungsplanung als Basis für mehr Effizienz und Nachhaltigkeit
Die Produktionsplanung und -steuerung wird immer individueller und komplexer, nicht nur in der Automobilbranche. Mit der zunehmenden Variantenvielfalt steigt zum einen die Komplexität in den Prozessen entlang der Wertschöpfungskette. Die Planung selbst wird durch die Produktvielfalt zum echten Engpass. Ob bei Fahrzeugen, Küchen oder in der Lebensmittelindustrie: Stets müssen eng getaktete Liefertermine und begrenzte Produktions- und Lagerkapazitäten in Einklang gebracht werden.
Zum anderen kommen zu diesen generellen Herausforderungen aktuell weitere „Brandherde“: Die meisten Industrieunternehmen stehen jetzt vor der Schwierigkeit, ihre Produktion trotz Energiekrise, Auftragsschwankungen und Lieferengpässen aufrecht zu erhalten und parallel die Effizienz der Prozesse digital voranzutreiben. Der Auftrags- und Fertigungsplanung kommt dabei eine Schlüsselrolle zu: Sie ist das Bindeglied zwischen Kundenanfragen, Beschaffung, Herstellung und Auslieferung von Produkten. Doch wie kann eine nachhaltige digitale Transformation der Produktionsplanung und -steuerung gelingen?
Standard-Tools reichen für komplexe Planungsprozesse nicht mehr aus
Oft ist bereits eine elektronische Unterstützung in Form von Produktionsplanungs- und Produktionssteuerungssystemen (PPS) vorhanden. Klassische Standard-Planungssysteme stoßen allerdings schnell an ihre Grenzen: Die Anpassung und Steuerung von Aufgaben lässt sich damit nicht immer in Echtzeit umsetzen. Die verschiedenen Optimierungsaspekte bei der Multivariantenfertigung werden nur teilweise berücksichtigt. Diese Faktoren führen letztendlich dazu, dass die vom System versprochene Entlastung nicht greift und nach wie vor viele Aufgaben manuell erledigt werden müssen, sowohl innerhalb der Fertigung als auch in den vor- und nachgelagerten Prozessschritten.
Vorteile einer KI- und datengestützten Auftrags- und Fertigungsplanung
Mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI), Daten und automatisierten Workflows lässt sich die Auftrags- und Fertigungsplanung in vielerlei Hinsicht optimieren. Daraus ergeben sich zahlreiche Vorteile, u. a.:
- Gesteigerte Produktivität
- Bessere Termintreue
- Geringerer Lagerbedarf
- Weniger Deckungskäufe
- Bessere Arbeitsvorbereitung
- Weniger Überproduktion
- Transparentere Arbeitsabläufe
- Insgesamt stabilere Prozesse
- Effektivere Mitarbeiter:innen in Planung und Produktion
- Einfacheres Erfüllen gesetzlicher Nachhaltigkeitsanforderungen, z. B. ESG-Reports
Umsetzung einer adaptiven Fertigungsplanung mit Daten und Künstlicher Intelligenz
Die Maßnahmen zur Auflösung der oben genannten Spannungsfelder lassen sich zwei Gruppen zuordnen: Entweder zielen sie auf eine Unterstützung der bestehenden Planungssysteme durch die Erweiterung mit KI- und datengestützten Lösungen ab oder sie forcieren die Umsetzung von völlig neuen, individuell designten Cases. Welche Richtung eingeschlagen werden sollte, hängt von den Anforderungen, strategischen Zielen sowie der IT- und Daten-Landschaft des jeweiligen Unternehmens ab. Statt eines Standardvorgehens bei der Analyse des Unternehmens empfiehlt sich daher eine individuelle Standortbestimmung, Konzeptionierung und Umsetzung. Ob Erweiterung der PPS-Systeme oder Einführung neuer Lösungen – drei Fragen sollten durch die Optimierung beantwortet werden:
- Status quo: Wie erhält das Unternehmen einen Überblick über die vorhandenen Daten?
- Potenzialanalyse: Wie lässt sich die Auftrags- und Fertigungsplanung intelligenter gestalten?
- Kosten-Nutzen-Rechnung: Wie entsteht mehr Flexibilität in der Steuerung ohne Aufwandssteigerung?
3 Hebel für mehr Effizienz und Resilienz in der Produktionsplanung
Aus den oben genannten Fragestellungen lassen sich drei konkrete Maßnahmen ableiten, die ineinandergreifen.
1. Dashboards und Daten bringen Durchblick
Oft fehlt die bereichsübergreifende Transparenz über Absätze und benötigte Rohwaren. Daten aus dem Einkauf stehen der Produktion nicht unmittelbar zur Verfügung und umgekehrt. Der unternehmerische Informationsfluss ist geprägt von eingespielten Vorgehensweisen, die auf Zuruf und Erfahrungswissen beruhen. Der technische Unterbau gleicht eher einem Flickenteppich, zusammengesetzt aus PPS-Tools, dem Allheilmittel „Excel“ und der „guten, alten Zettelwirtschaft“. All das ist nicht nur unübersichtlich, sondern leider auch fehleranfällig und nicht skalierbar. Bei kurzfristigen Ausfällen entstehen schnell Verzögerungen und zusätzliche Kosten.
Der erste Schritt zur Verbesserung heißt daher: Durchblick schaffen. Daten müssen abteilungsübergreifend zusammengeführt, zentral verwaltet, ausgewertet und die Ergebnisse zur umsichtigen Unternehmenssteuerung verfügbar gemacht werden. Das ist nicht nur im Rahmen des Controllings sinnvoll. Auch für das Erfüllen von Compliance-Vorgaben und ESG-Dokumentationspflichten werden die Daten benötigt. Dashbords, die alle relevanten Daten anschaulich visualisieren und als Informationsquelle für die Mitarbeiter:innen dienen, führen alle wichtigen Informationen zusammen und bringen diese in einen Zusammenhang: vom Bedarf an Material und anderen Produktionsmitteln über Lieferungen und die Auslastung von Personal und Maschinen bis hin zu einer Übersicht über den Produktionsplan, Termine und Fristen. Neben dem bloßen Überblick über alle vorhandenen Daten sollten hier zudem Empfehlungen sichtbar sein, die mithilfe von KI abgeleitet wurden.
2. KI ermöglicht stichhaltige Prognosen und intelligentes Planen
Durchdachte Digitalisierungslösungen in Kombination mit KI-unterstützten Assistenzsystemen analysieren Planungsabläufe und helfen, Ressourcen optimal einzusetzen. Datengetriebene Absatzprognosen stabilisieren die Abläufe, z. B. Beschaffungsprozesse. Algorithmen berechnen und geben in Echtzeit Vorschläge für eine neue Beschaffungs-, Produktions- und Absatzplanung aus, die den Mitarbeiter:innen in Fertigung, Einkauf, Logistik und Controlling direkt bereitgestellt werden. Dadurch lassen sich Produktionsfolgen so optimieren, dass bereits im Vorfeld eventuelle Anpassungen auf veränderte Anforderungen berücksichtigt und bei ihrem Eintreffen ad hoc umgesetzt werden können. Das verhindert unnötige Umrüstzeiten, ohne dabei die Liefertreue zu gefährden. Auch auf kurzfristige Störungen im Ablauf wird durch eine direkte Datenanbindung an ERP- und Manufacturing Execution-Systeme (MES) blitzschnell und flexibel reagiert. So entsteht eine adaptive Planung, die mitdenkt und die Kolleg:innen entlastet.
3. Automatisierte Workflows erleichtern das flexible Steuern der Abläufe
Neben Arbeitsplanung, Bedarfsplanung, Ablaufplanung etc. ist die Umsetzung oft ein weiterer Punkt, an dem es zu einer Überlastung der Standardsysteme kommen kann. Müssen Änderungen in der Produktion, im Einkauf oder in der Personalplanung per E-Mail oder Telefon durchgegeben werden, vergeht Zeit und nicht immer werden alle Betroffenen rechtzeitig informiert. Eine digitale Lösung beschleunigt die Kommunikation und stellt sicher, dass alle relevanten Mitarbeiter:innen benachrichtigt werden. Das kann z. B. durch Workflows geschehen, die bei Änderungen in der Planung die entsprechenden Schritte automatisiert anstoßen, Updates und Erinnerungen verschicken sowie die benötigten Daten im Prozess aktualisiert bereitstellen. Viele solcher Workflows lassen sich dabei mit Microsoft 365-Boardmitteln umsetzen – einer Anwendung, die die meisten Unternehmen bereits nutzen, aber noch nicht deren volles Potenzial ausschöpfen.
Von der Auftrags- und Fertigungsplanung zur Unternehmensplanung
Die Auftrags- und Fertigungsplanung sowie die Produktions- bzw. Fertigungssteuerung hängen eng mit weiteren vor- und nachgelagerten Schritten zusammen, die sich durch verschiedenste Unternehmensbereiche ziehen. Unter anderem werden Vorbereitung, Konstruktion und Montage, Einkauf, Transport und Logistik sowie Personalplanung, Rechnungsstellung durch sie beeinflusst. Daher ist es sinnvoll, Produktionsplanung und Produktionsprozesse nicht isoliert, sondern im Kontext der gesamten Wertschöpfungskette und Jahresplanung zu betrachten.
Neben den Fertigungsprozessen zeigt sich dann schnell zusätzliches Potenzial: Weitere Prozesse lassen sich digitalisieren, z. B. im Einkauf, in der Buchhaltung, im Personalwesen und im Kundenservice und Support sowie in der gesamten Unternehmensplanung, in der all diese Bereiche Berücksichtigung finden. Sind die einzelnen Bereiche und Prozesse digitalisiert, können alle Daten daraus für Analysen und Prognosen herangezogen und in Abhängigkeit zueinander gebracht werden. So werden beispielsweise die Auswirkungen sichtbar, die eine verzögerte Lieferung von Materialien auf Produktion, Absatz, Lagerung, Personal und Vertriebsaktivitäten hat. Umgekehrt lässt sich so auch leichter feststellen, hinsichtlich welcher Faktoren Anpassungen erfolgen müssen, z. B. wenn Absatzprognosen eine sinkende Nachfrage von Kunden voraussagen.
Planung und Steuerung schrittweise optimieren und verzahnen
Das gesamte Unternehmen auf die beschriebene Art und Weise mit KI- und datengestützten Lösungen zu digitalisieren ist zugegebenermaßen ein komplexes und längerfristiges Vorhaben, was letztendlich jedoch zum entscheidenden strategischen Wettbewerbsvorteil führt. Alle dafür nötigen Schritte müssen zudem nicht parallel angegangen werden. Vielfach eignet sich eher eine gestaffelte Roadmap, entlang welcher Schritt für Schritt immer mehr Bereiche optimiert werden. So bleiben Kosten und Aufwände überschaubar und die Zielerreichung der Teilprojekte lässt sich anhand von konkreten Meilensteinen einfach nachvollziehen.
Planungs- & Steuerungsprozesse mit Comma Soft optimieren
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