Kleine Störung, große Wirkung

Eine Vielzahl von Daten lässt sich heute im Sekundentakt abrufen, doch allein die Menge der Daten bringt Unternehmen noch keinen Wettbewerbsvorteil. Als wäre die Datenflut nicht genug, sehen sich Manager in der Welt der Industrie 4.0 globalen Trends gegenüber, die die Komplexität jeder Planung verschärfen: Internationale Lieferketten bringen eine zunehmend vernetzte Arbeitsteilung mit terminlichen Abhängigkeiten mit sich, während gestiegene Kundenanforderungen den Bedarf an zunehmend individualisierten Produkten mit kleineren Auftragsmengen sowie höchster Termintreue trotz schwankender Nachfrage schaffen.

Unvorhersehbare Ereignisse wie etwa Personalausfall, verspätete Materiallieferungen, Qualitätsprobleme oder unerwartet eingehende Eilaufträge können sich dann nachteilig auf den gesamten Betriebsablauf auswirken. Deshalb muss das Management in der Lage sein, schnell möglichst gute Entscheidungen zu treffen, um Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit des Unternehmens zu gewährleisten. Sind die Arbeitsabläufe komplex und hoch vernetzt, stehen den Planern bei jeder Störung allerdings sehr viele alternative Planungsoptionen zur Verfügung, mit denen potenziell reagiert werden könnte. In einer solchen Situation optimiert zu entscheiden, also möglichst gute Alternativen zu finden, ist eine große Herausforderung, besonders unter Zeitdruck. Genau dazu eignet sich die IT-gestützte Managementstrategie der agilen Optimierung, bei der gezielt optimierte Handlungsvorschläge berechnet werden, um selbst bei Eintritt unplanbarer Störungen und anderer Ereignisse effiziente Betriebsprozesse zu ermöglichen.

Agil geplante Einzelfertigung

Mit weltweit mehr als 2.000 Mitarbeitern produziert das Familienunternehmen Arburg GmbH + Co KG mit Sitz im Nordschwarzwald Spritzgussmaschinen für Kunststoffteilfertigungen in verschiedenen Branchen. Die auftragsorientierte Einzelfertigung erfordert eine komplexe und weit vorausgreifende Kapazitätsterminierung, denn neben der Auslastung der Fertigung muss vor allem eine maximale Termintreue der Kundenaufträge erreicht werden.

Tritt eine Störung auf, wie etwa eine Materiallieferung, die zu spät oder in unzureichender Qualität geliefert wird, beeinträchtigt sie den kompletten Produktionsplan. Sämtliche Arbeitsgänge, die auf dieses Material angewiesen sind, müssen je nach Schwere des Verzugs um mehrere Tage oder Wochen verschoben werden. Die Termintreue des betroffenen Kundenauftrags ist stark gefährdet. Zeitgleich werden durch den Materialausfall jedoch auch Fertigungskapazitäten frei, die für den mittlerweile verzögerten Auftrag vorgesehen waren und nun anderweitig genutzt werden können. Unternehmen wie Arburg, die mittels agiler Optimierungssoftware in einer solchen Situation flexibel reagieren, können Arbeitsgänge anderer, bereits verzögerter Fertigungsaufträge nach vorne ziehen, um Termine doch noch zu „retten“.

Manuell ist eine solche situative Umplanung angesichts der Vielzahl der zu berücksichtigenden Entscheidungsfaktoren nicht durchführbar. Schließlich müssen Planer nicht nur schnell entscheiden, sondern alle relevanten Parameter wie Aufträge, Termine, verfügbare Ressourcen und Kapazitäten gleichzeitig in die Entscheidungsfindung miteinbeziehen und möglichst gut aufeinander abstimmen. Basis der hier greifenden agilen Optimierungssoftware sind mathematische Algorithmen aus Operations Research (OR) und Fuzzy Logic. Solche Systeme errechnen aus der wachsenden Menge an Daten möglichst exakte Bedarfsvorschauen für die benötigten Teile und reagieren gleichzeitig auf bevorstehende Störungen mit konkreten Vorschlägen für eine frühzeitige Lösung.

Der Ansatz der agilen Optimierung ist nicht auf die Produktionsplanung beschränkt, sondern lässt sich beispielsweise auch in der Materialwirtschaft einsetzen, etwa in der Bestandsoptimierung. Die Liebherr-MCCtec GmbH entwickelt und fertigt Schiffs-, Hafenmobil- und Offshore-Krane und steht täglich vor der großen Herausforderung, die Verfügbarkeit sowohl der Zukaufteile als auch der Ersatzteile auf hohem Niveau zu halten und gleichzeitig eigene Lagerbestände zu reduzieren. Bei der extremen ABC-Verteilung von Liebherr kein einfaches Unterfangen. Das Sortiment umfasst neben der typischen C-Teile-Logistik mit Regalplätzen für Befestigungsteile, Halter, Bleche und ähnlichem auch A-Teile wie Winden, Dieselmotoren und Unterflaschen, die häufig mehrere Tonnen wiegen. Aufgrund der Größe und des Gewichts der Komponenten können die etwa 45.000 verschiedenen Lagerartikel nicht in regulären Regalplätzen bevorratet werden. Zudem haben 30 Prozent der A-Komponenten lange Lieferzeiten von einem Jahr und mehr. Diese und weitere Faktoren erschweren die Einhaltung von Lieferterminen, und dies im sehr reaktiven Markt der Bauindustrie, in dem sich Lieferzeiten auf nur wenige Wochen beschränken. So mussten Ersatzteile früher in der Theorie schon produziert werden, bevor ein Kundenauftrag überhaupt eingegangen war.

Für diese komplexe und zeitkritische Logistik setzt Liebherr eine softwaregestützte Lösung ein, die das vorhandene ERP-System um präzise Prognosen, kostenoptimierte Bestellvorschläge sowie ein effektives Controlling ergänzt. Anstelle von 20-seitigen Listen, die ehemals aufführten, wann welche Bestellung abgearbeitet werden muss, erhalten die Disponenten nun tagesaktuell eine automatisierte Übersicht, aus der auf einen Blick erkenntlich ist, wie dringend die einzelnen Bestellungen sind. Damit ist der gesamte Prozess stabiler geworden und erlaubt schnelle Reaktionen bei etwaigen Lieferengpässen. Somit ließ sich der Dispositionsaufwand seit Januar 2013 um rund 50 Prozent verringern und der Bestand um etwa 10 Prozent reduzieren.

Operatives Management zwischen Lean und Agil

Die Einsatzmöglichkeiten der agilen Optimierung sind weitreichend, jedoch nicht bei allen Prozessen notwendig. Verläuft eine Serienfertigung beispielsweise stabil und ist die Störanfälligkeit gering, eignet sich der Lean Management Ansatz, bei dem Abläufe der Wertschöpfungskette kostenoptimiert aufeinander abgestimmt und unnötige Prozesse vermieden werden. Je unvorhersehbarer und komplexer ein Prozess verläuft – sei es durch Outsourcing, Termindruck oder vernetzte Arbeitsteilung – desto schwerwiegender ist die Beeinträchtigung, wenn Störungen auftreten. Höchste Planungsqualität bei kurzen Rechenzeiten liefern heute mathematische Optimierungsalgorithmen, die aus einer Unmenge von Daten verlässliche Handlungsempfehlungen ableiten, aus denen Planer die passende wählen können.

Adrian Weiler, Geschäftsführer Inform