Fachthema: Die operative Planung (Manufacturing Flow Planning) die Steuerungsdrehscheibe eines MES

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1 Management Brief Inhaltverzeichnis Inhaltszusammenfassung 2 Fachthema: Die operative Planung (Manufacturing Flow Planning) die Steuerungsdrehscheibe eines MES 3 Firmenporträt: Industrie Informatik, Linz 14 Begriffserläuterung: Produktionsplanung 21 Seminar 1: MES Marktüberblick Einzelbeurteilung MES Anbieter 24 Seminar 2: MES Schulungskurs Seite 1 26

2 Inhaltszusammenfassung Fachthema: Die operative Planung die Steuerungsdrehscheibe eines MES Es werden die grundsätzlichen Inhalte der operativen Planung als Teil eines MES anhand von Beispielen erläutert. Durch die Komplexität des Themas verteilen wir unsere Ausführungen über zwei Ausgaben der MES Management Briefe. In diesem Zusammenhang werden einzelne Anbieter von qualifizierten operativen Planungstools dargestellt. Firmenporträt: Industrie Informatik, Linz Industrie Informatik ist einer der wenigen MES Anbieter, die in ihr MES Produktportfolio ein qualifiziertes Planungsmodul eingebunden haben. Dieses Modul wurde in den 1990er Jahren durch Industrie Informatik von IDS Scheer übernommen und systematisch zu einem anwenderfreundlichen System ausgebaut. Begriffserläuterungen: Produktionsplanung Wir stellen nach Wikipedia die verschiedenen Planungsinhalte zusammen, die heute alle einmünden in Planungssysteme, die Prozessketten synchronisieren bei simultaner Berücksichtigung der Ressourcensituation und das unter Echtzeitbedingungen. Seminare: Seminar 1 gibt dem Entscheidungsmanagement einen Überblick über die Marktsituation mit Einzelbeurteilung der MES Anbieter. Seminar 2 vermittelt in einem dreitägigen Schulungskurs die Inhalte eines qualifizierten MES anhand eines MES Simulators. Jeder Kursteilnehmer erhält den Simulator kostenfrei mitgeliefert. Seite 2

3 Die operative Planung (Manufacturing Flow Planning) die Steuerungsdrehscheibe eines MES Unter den MES Anbietern wurde zumindest in der Vergangenheit immer ein großer Bogen um das Thema Planung eingeschlagen häufig mit dem Argument, dass ERP die Plandaten liefert und diese Daten als Faktum übernimmt. Im besten Fall wurden und werden diese Daten dann auf Planungsleitständen weiterbearbeitet mit wenig effizienten Verschiebetechniken zum Abbau von Überlastungsgebirgen. Obwohl schon seit langem bekannt gewesen sein sollte, dass die ERP Systeme mit ihrer langfristen Planungskonzeption für den Ressourcenbedarf im Regelfalle nicht die Bedüfnisse und Anforderungen der Produktion für eine operative Planung abdecken konnten. ERP stellt in seiner Grundausrichtung auf der Basis einer langfristigen Absatzprognose den längerfristigen Ressourcenbedarfs in den Vordergrund. Dabei hat die Stückliste eine zentrale Bedeutung. Systeme Planungsperspektiven L a n g f r i s t i g e S i c h t ERP Langfristige Ausrichtung auf den Ressourcenbedarf auf der Basis von Nachfrageprognosen keine kurzfristigen Aspekte K u r z f r i s t i g e S i c h t MES/MOM Kurzfristige Ausrichtung auf Ressourcen, Kapazitäten und Reihenfolge Seite 3

4 In der kurzfristigen Betrachtung stehen neben der Verbrauchsressource Material alle sonstigen Ressourcen und hier speziell die Kapazitäten der Maschinen sowie die Reihenfolge der Aufträge im Vordergrund. Dabei spielt der Arbeitsplan die zentrale Rolle. Im idealen Arbeitsplan werden alle Daten, die für den Prozessablauf nötig sind, in einem konsisten Datenmodell verwaltet, auf die die operative Planung zugreift. Das obige Bild zeigt, welche zentrale Bedeutung die operative Planung im Tagesgeschäft als Steuerungsinstrument hat. Sie greift einerseits auf die Produktdaten im Sinne definierter Prozessabläufe zu, führt auf der Grundlage dieser Daten die Sysnchronisation der einzelnen Prozesse eines Auftragspools durch bei simultaner Berücksichtigung der Ressourcensituation. Wenn der Großteil der heutigen MES Anbieter hier Ausreden vorbringt oder auf Dritte verweist, liegt dies zweifelsohne an der Komplexität eines allgemeingültigen Planungsalgorithmus, mit dem man jeden noch so komplexen Prozessablauf richtig verplanen kann. Ich lege einen großen Wert auf das Wort richtig, weil bei einer ganzen Reihe von Planungstools zwar einfache Prozesse abgebildet und verplant werden können, aber sobald die Prozesse kompiziert werden mit der Einbindung einer Vielzahl von Subprodukten und deren Arbeitsplänen, kommen oft erstaunliche Ergebnisse zustande, die Ergebnisse sind häufig unbrauchbar. Das liegt einerseits sicherlich an der Qualität des verwendten Planungsalgorithmuses, der meist sehr eindimensional ausgelegt ist, andererseits aber oft auch an einem beschränktem Grunddatengerüst. Seite 4

5 Hier zeigt sich in aller Deutlichkeit das Dilemma im Verhältnis zwischen ERP (Ebene 4) und MES (Ebene 3). ERP hat niemals die Daten geliefert, die die Produktion für das operative Geschäft benötigt hätte, auf der anderen Seite hat sich die eigentlich zuständige Seite, also die Ebene 3 in ihren verschiedenen Ausprägungen zu lange als Erfüllungsgehilfe von Ebene 4 gesehen. Dies rächt sich heute. Qualifiziertes MES verfolgt mit seinen Komponeten des Produktdatenmanagements und der operativen Planung einen Top down Ansatz und nicht wie die meisten bisherigen Produktionssysteme einen Bottom up Ansatz, bei dem die Systemanbieter nur als Datenjäger und -sammler dienen. Wenn man auf der Anbieterseite konsequent wäre, ich meine hier die großen Anbieter, die Softwareoligarchen, müssten die künftigen Systeme neu geschrieben werden. Aber wie die letzten 10 Jahre gezeigt haben, wurde der Weg des Aufkaufens von Firmen bzw. Produkten beschritten mit den bekannten Integrationsproblemen. Nachfolgend beschreiben wir einen Top down Ansatz, wie er im Simulator SI MES vorliegt und der nochmals verdeutlicht, wie wichtig für die operative Planung ein integriertes Produktdatenmanagement ist. Entscheidend für ein flexibles, adaptives System ist der Arbeitsgang, der umfassend mit sämtlichen individuellen Attributen für einen Prozessschritt virtuell abgebildet werden kann, um darauf aufbauend die gesamte Prozesskette synchronisiert zu mit Berücksichtigung des Ressourcenbedarfs zu verplanen. Wesentliche Grunddaten des Arbeitsgangs für die operative Planung Aktuelle Zeitvorgaben Nach der Definition eines Arbeitsgangs meistens verbunden mit einer Maschine erfolgt die Zuordnung der Artikel spezifischen Zeitdaten. Dies sind einmal die Mengen unabhängigen Zeiten für das Rüsten, für den Werkzeugausbau und das Reinigen und auf der anderen Seite die Mengen abhängigen Zeiten für das eigentliche Fertigen. Diese Zeiten nützen aber nichts, sind planerisch unbrauchbar, wenn sie keinen Realitätsbezug haben bzw. nicht regelmäßig überprüft und angepasst werden. Dies geschieht am besten dynamisch, indem man für jeden Auftrag in einer eigenen Datei die Zeitverbräuche für die einzelnen Zeittypen festhält, diese in einem festzulegenden Zeitzyklus mittelt und den Mittelwert als Vorgabewert für den Artikel/ Arbeitsgang im Arbeitsplan aktualisiert. Seite 5

6 Einheitenwechsel zwischen Arbeitsgängen Berücksichtigung Mengenverhältnis Innerhalb der Prozesskette eines Artikels können Einheitenwechsel zwischen den Arbeitsgängen vorkommen, die Auswirkungen auf die Input-, Outputverhältnisse und damit auch auf den Zeitbedarf haben. Diese Einstellungen müssen für jeden Arbeitsgang vorgenommen werden können. Arbeiten mit Überlappungsfaktoren Der Beginn der Produktionszeiten in einem Arbeitsgang hängt häufig von der Menge ab, die der Vorgängerarbeitsgang produziert hat. Diese Menge muss flexibel in der Konfigurationsdatei des Arbeitsgangs eingestellt werden können, um entsprechend bei der Verplanung berücksichtigt zu werden. Seite 6

7 Arbeiten mit Kuppelprodukten Bei chemischen Prozessen entstehen häufig Nebenprodukte, die neben dem Hauptprodukt anfallen (Treber bei Biersud, Molke bei Käse). Bei einem flexiblen Produktionsmanagementsystem müssen diese Tatbestände berücksicht und entsprechend in die Planung eingebunden werden können. Seite 7

8 Arbeiten mit Volumenbeschränkungen Eine weitere Eigenschaft in chemischen Prozessen ist die Volumenbeschränkungen von Mischanlagen. Diese erfordern die Aufteilung von Chargen in einzelne Ansätze, was entsprechende Auswirkungen auf die Planzeiten hat. Dies muss flexibel in einer Konfigurationsdatei eingestellt werden können. Order Management Demand Driven Manufacturing Heute hängen die Planungssysteme häufig im luftleeren Raum, weil die Auftragsbearbeitung im Regelfall in ERP behandelt wird und MES diese Daten mit allen bekannten Mängeln zur eingeschränkten Nachbearbeitung übertragen bekommt. Die ideale Form ist dies nicht. Künftig wird die Auftragsbearbeitung direkt den Produktionsmanagementsystemen vorgeschaltet mit allen Konsequenzen für die Materialwirtschaft. Damit können die Durchlaufzeiten entscheidend reduziert werden. MES erhält nur den Kundenauftrag mit Menge und Terminwunsch von ERP. Alles weitere läuft in einem MES ab. Das betrifft die Verfügbarkeitsprüfungen, ev. elektronische Bestellvorgänge, den Wareneingang mit seinem Prüfwesen und darauf aufbauend die eigentliche Terminierung. Wir bringen hier zum Ausdruck, dass unter den Forderungen eines Demand Driven Manufacturing schnelle Aussagen über Liefertermine eine zentrale Bedeutung haben, und dabei flexible Planungssysteme direkt in die Auftragsbearbeitung integriert sein sollten, die dies ermöglichen und die Bearbeitung entscheidend beschleunigen können. Integration der Materialwirtschaft Ein wichtiger Punkt ist dabei die Integration der Materialwirtschaft in ein MES. Dieses Thema war bislang die Domäne von ERP. Der Materialbedarf wird im Planungsprozess eines MES ermittelt. MES löst ev. nötige Bestellungen aus. Die Planung führt auch sofortige Reservierungen im Materialbestand durch. Durch die organisatorische und informatorische Integration der Lieferanten in die Supply Chain wird der Auftragsdurchlauf beschleunigt. Alle physikalischen Materialbewegungen werden von MES durch Echtzeitbuchungsvorgänge begleitet und können in einem Echtzeit RE-Scheduling berücksichtigt werden. Seite 8

9 Grundzüge der Terminierung Ausgehend von einem Kundentermin geht es grundsätzlich darum eine mit allen Attributen definierte Prozesskette unter simultaner Berücksichtigung der benötigten Ressourcen rückwärts aufzulösen und zu verplanen. Das ist im Grunde nicht so schwierig, wenn ein konsistenter Arbeitsplan besteht. Bei einer Vielzahl von Aufträgen geht es dann nicht nur darum, die Prozesskette eines Auftrags zu synchronisieren, sondern sämtliche Aufträge müssen Berücksichtigung finden. Wir demonstrieren dieses Grundproblem an einem Beispiel Artikel der aus einem Montageprozess besteht und von zwei Vorprodukten bestückt wird. Eines der Vorprodukte erfordert einen weiteren Vorprozess, in dem eine Mischung in Stück umgeformt wird. Für den Planungsprozess ist es zuerst nötig, den Prozessablauf im Produktdatenmodell über alle beteiligten Prozessketten abzubilden, das in unserem Simulator folgendes Bild ergibt: Seite 9

10 Im Beispiel sollen für den Endartikel01 am St ausgeliefert werden. Mittels des Simulators zeigen wir, wie auf der Basis des konsistenten Grunddatensystems die gesamte Prozesskette unter gleichzeitiger Berücksichtigung des Ressourcenbedarfs synchronisiert wird. Das Ergebnis ist in nachfolgender Maske dargestellt ist. Seite 10

11 Diese Daten sind dann grafisch in ein Ganttdiagramm umzusetzen. Da der Simulator kein eigenständiges Tool für die Darstellung der Ergebnisse in einem Ganttdiagramm beinhaltet, stellen wir die Informationen in einer Simulator eigenen Grafik dar. Seite 11

12 Ausgehend vom gewünschten Endtermin wird die gesamte Prozesskette aufgelöst und den Einstellungen entsprechend synchronisiert verplant. Der Mischungsprozess steht am Beginn der gesamten Kette. Er muss am um 09:45 beginnen, wenn der Endtermin gehalten werden soll. Wir zeigen hier auch, wie sich eine Arbeitsgangeinstellung auswirkt. Laut Einstellung kann der zweite Arbeitsgang des Mischungsprozess beginnen, sobald ein Mischungsbatch von 100 kg vorliegt. Die reine Fertigungszeit im Auftrag beträgt 40 min, d. h. nach 20 min kann der zweite Arbeitsgang beginnen. Da der erste Arbeitsgang um 09:45 mit 15 min Rüstzeit beginnt, setzt der eigentliche Mischprozess um 10:00 ein. Die ersten 100 kg sind um 10:20 fertig. Da der zweite Arbeitsgang ebenfalls mit 10 min Rüstzeit belegt ist, kann der zweite Arbeitsgang also um 10:10 beginnen, um dann um 10:20 die fertigen 100 kg zur Weiterbearbeitung zu übernehmen. An diesem kleinen Beispiel sollte gezeigt werden, was ein Algorithmus z. B. berücksichtigen muss, wenn er Planungsprozesse flexibel und richtig verplanen soll. Seite 12

13 Wenn ein Planungsalgorithmus das angesprochene Grundprinzip beherrscht, ist er auch in der Lage komplexeste Ketten zu synchronisieren, auch bei Vorliegen einer großen Auftragsanzahl. In einer der nächsten Ausgaben der MES Management Briefe gehen wir dann näher auf die Thematik der Reihenfolgeplanung mit Berücksichtigung von Regeln sowie die Elemente einer sinnvollen Simulation von Szenarien ein. Bisherige Schlussfolgerung Der Großteil der heute angebotenen MES haben kein eigenes qualifiziertes Planungssystem, sie binden, wenn nötig, Fremdsysteme ein. Dies stellt sicherlich kein Ideal dar, weil es nicht einfach ist, verschiedene Systeme einmal auf der Seite der Produktdatenverwaltung und einmal auf der Planungsseite zu verheiraten. Im Rahmen unserer Planungsausführungen behandeln wir Firmen, die eine bestimmte Planungsphilosophie verfolgen: Dies sind einmal Firmen, die in ihr MES ein eigenes qualifiziertes Planungsmodul integriert haben, Firmen, die ein eigenständiges unabhängiges Planungsmodul anbieten, das ERP sowie MES Anbieter in ihr eigenes System integrieren können, und Dienstleister, die als Systemintegratoren Systeme wie SIMATIC IT und SAP ME zum Laufen bringen und diese mit eigenen Planungstools ergänzen. In den ersten Typ von Anbietern fällt Industrie Informatik, die als einer der wenigen MES Anbieter ein eigenes gutes Planungstool in sein MES integriert hat. Seite 13

14 Firmenporträt: Industrie Informatik, Linz Unter den heutigen MES Anbietern im deutschsprachigen Raum hebt sich die Industrie Informatik in vielfacher Hinsicht vom üblichen Angebot ab, weil die Firma frühzeitig erkannt hat, dass ein MES nicht nur aus Erfassungsprozessen besteht, sondern einer Reihe weiterer Komponenten, und im besonderen ein Planungstool in einem qualifizierten MES integriert sein muss. Vielfach können die angebotenen Planungssysteme in ERP Systemen die komplexen Planungsanforderungen der Steuerung nicht abbilden, womit ein Bedarf nach einem visuellen Planungs- und steuerungsinstrument vorhanden ist. Dieses Meinungsbild ändert sich gegenwärtig und man hat verstanden, dass zu einem Ausführungssystem ein kurzfristig ausgerichtetes Planungssystem gehört und umgekehrt. Durch die direkte Integration des Planungssystems mit der BDE, MDE und Personalzeit hebt sich die Industrie Informatik schon einmal von einem Großteil der anderen MES Anbieter ab, die unter MES immer noch nur den Erfassungsprozess meinen, also BDE und MDE. Es gibt aber auch andere Komponenten, mit denen die Industrie Informatik gegenüber der Konkurrenz punkten kann. Wir werden zuerst chronologisch den geschichtlichen Entwicklungsprozess der Industrie Informatik mit deren besonderen Produktattributen schildern, um dann etwas detaillierter auf das Feinplanungstool der Industrie Informatik einzugehen. Im Rahmen unseres Fachthemas Operative Planung, das wir aufgrund seiner Komplexität verteilt auf mehrere Ausgaben des Management Briefs abhandeln, greifen wir einige qualifizierte Planungstools heraus, die teils unterschiedliche Lösungsansätze vertreten. Eines dieser Tools ist das Feinplanungsmodul von Industrie Informatik. Geschichte Die Industrie Informatik wurde 1991 gegründet. Im Rahmen des damaligen Technologiestatus wurden erste Windows basierte intelligente Erfassungsterminals entwickelt. Man hat frühzeitig die Entscheidung getroffen, Oracle als Standarddatenbank einzusetzen. Im Rahmen verschiedenster BDE Projekte wurden hardwareunabhängige Softwaremodule zur Erfassung von Auftrags-, Personal- und Maschinendaten entwickelt. In diesem Zusammenhang enstanden Kontakte zum Beratungsunternehmen IDS Scheer, das damals das führende Planungstool mit dem Produktnamen FI 2 angeboten hat. Industrie Informatik wurde zu einem der führenden Integrationspartner. Seite 14

15 Im Rahmen der Einführung seiner Produktfamilie cronetwork wurde schon im Jahre 2000 die Feinplanung zu einem strategischen Produkt und man hat das Planungssystem von IDS erworben, um es praktikabel weiterzuentwickeln. Es ist heute ein tragender Baustein von cronetwork geworden. Industrie Informatik ist zertifizierter Partner von SAP und Microsoft. Die Industrie Informatik Gruppe mit Standorten in Linz/Österreich und Kenzingen/Deutschland hat inzwischen mehr als 250 Installationen bei Fertigungsunternehmen aller Branchen in 10 europäischen Ländern sowie in China und Thailand. Beratung/Projektabwicklung Was von Kundenseite immer wieder betont wird, ist der Tatbestand, dass man jedes Projekt mit einem klaren Vorgehenskonzept abwickelt, bei dem die Kundenbedürfnisse sehr detailliert analysiert werden. Dem liegt ein praxisbezogener Beratungsansatz zugrunde. In einem Workshop werden gemeinsam mit dem Kunden die Anforderungen und Prozesse festgehalten, mit den Funktionalitäten von cronetwork verglichen und in einem Pflichtenheft dokumentiert. Werden Erweiterungen erforderlich, werden diese in den Standardfunktionsumfang integriert, so dass eine 100 %ige Releasefähigkeit gewährleistet ist. Begleitend mit der Einführung erfolgen umfangreiche Schulungen. Seite 15

16 Technologie Das MES cronetwork beruht technisch auf einer Dreischicht-Architektur. Diese ermöglicht den uneingeschränkten Betrieb der Anwendungen im Intranet bzw. im Internet. Der Client bietet dem Anwender eine Browseroberfläche. Die Trennung von Anwendungslogik und Oberfläche ermöglicht die problemlose Verbindung zu Leseeinrichtungen und Maschinensteuerungen. Die Produkte wurden in den letzten Jahren ständig weiterentwickelt. In diesem Zusammenhang ist auch die Feinplanung als Webanwendung verfügbar. Nachfolgend gehen wir auf das Feinplanungsmodul detaillierter ein. feinplanung cronetwork ist zentraler Bestandteil von cronetwork MES. Es zählt zu den wenigen MES, die ein eigenes qualifiziertes Planungstool in ihr Produktportfolio integriert haben. cronetwork feinplanung cronetwork feinplanung ist dabei das zentrale Werkzeug für eine transparente und optimierte Produktionssteuerung innerhalb des eigenen MES. Durch vielfältige Möglichkeiten der Parametrierung kann das System auf verschiedenste Produktionsformen (Serienfertigung, Fließfertigung, Einzelfertigung) eingestellt werden. Jedes Feinplanungsprojekt wird auf der Basis einer Checkliste abgewickelt, die dem Interessenten zur Bearbeitung zur Verfügung gestellt wird. cronetwork feinplanung FCS (Finite Capacity Scheduling) Die klassische Arbeitsweise der cronetwork feinplanung FCS basiert auf der Übernahme von Fertigungsaufträgen aus dem ERP-System und deren optimaler Verplanung auf die gegebenen Kapazitäten mittels flexibel einstellbarer Planungsstrategien. Seite 16

17 Diese Funktionalität wird durch das Modul cronetwork feinplanung FCS abgedeckt. Die Plantafel stellt den vorhandenen Auftragsvorrat grafisch dar und bietet alle Funktionen, die eine professionelle Planung benötigt. Folgende Funktionen sind hervorzuheben: Terminierungsarten: vorwärts, rückwärts, Mittelpunkt Rüstzeitoptimierung mit Hilfe von Rüstmatrizen Parallele Simulationen mit deren Vergleichw, z.b nach Termintreue, Kosten, etc. Beliebig einstellbare Planungshorizonte Überprüfung der Verfügbarkeit von Vorrichtungen, Werkzeugen, Material, Zeichnungen, etc. Verplanung von Personal (nach Qualifikation und Leistungsfaktor) im Zusammenspiel mit cronetwork personalzeit Übergabe von Bedarfs- oder Lieferterminen an Drittsysteme (Einkauf, Lieferant, Kunde, etc.) Arbeitsplatzbelegung über Technologien Instandhaltungsplanung Seite 17

18 frei einstellbare Planungslogiken Parallele Planung mehrerer Ressourcen, z. B. Maschine, Werkzeug und Personal Splitten, Überlappen und Terminieren von Auftragsnetzen sind Standard-Funktionen Bei Integration mit dem Modul cronetwork betriebsdaten kann automatisch eine Neuberechnung der Restlaufzeit und Auftragsmenge erfolgen! Optimale Integration zur cronetwork personalzeit, damit ist z. B. eine Laufzeitberechnung in Abhängigkeit von den zugeteilten Mitarbeitern möglich alle wichtigen Informationen auf einem Blick, z. B.: Konfliktdarstellung, Fortschrittskontrolle, Ressourcenverfügbarkeit, zugeteilte Mitarbeiter, aktueller Status etc. weitgehend freie Gestaltung der Oberflächen wie Farben, Texte etc. Absprungmöglichkeiten im Kontext in andere Anwendungen. Durch Markierung z. B. eines Auftrags erfolgt automatisch eine Verknüpfung mit der Auftragsverwaltung eines vorgeschalteten ERP wie z. B. SAP. Einbindung anderer benutzerdefinierter Zusatzfunktionen sind auf Anfrage möglich. Seite 18

19 cronetwork feinplanung APS (Advanced Planning and Scheduling) Im optionalen Zusatzmodul cronetwork feinplanung APS werden bei der Planung die Funktionen Materialverfügbarkeit von Eigen- und Zukaufteilen Lagerbestände von Eigen- und Zukaufteilen berücksichtigt. Der Mehrwert zu Manufacturing Resources Planning Funktionen (MRP) in ERP-Systemen liegt in der Terminierung gegen gegebene endliche Kapazität und in der Einsetzbarkeit als flexibles Planungs- und Steuerungsinstrument. Die Funktion cronetwork feinplanung APS ermöglicht den Import von Bestellungen und die grafische Darstellung von Bestellterminen für Zukaufteile in der Plantafel. Beim Import von anonymen Fertigungsaufträgen aus dem ERP werden die Eigenfertigungs- und Zukaufteile zu diesen Aufträgen unter Berücksichtigung der Lagerbestände automatisch zu Auftragsnetzen verknüpft (statisches Pegging) und gemeinsam mittels der entsprechend eingestellten Planungsstrategien in der Plantafel terminiert. Dabei können bei Planungen in der cronetwork feinplanung APS aktuelle Liefertermine von Bestellpositionen des ERP berücksichtigt und mögliche Konflikte - bedingt durch zu späten Liefertermin oder zu frühe Produktion - dargestellt werden. Mit der cronetwork feinplanung APS wird Transparenz geschaffen zur Situation bei eigengefertigten Subartikeln und Zukaufteilen. Seite 19

20 Abbildung des Beispiels mit cronetwork feinplanung Die Industrie Informatik war sofort bereit das von mir konstruierte Beispiel auf cronetwork MES abzubilden und nach den von mir angegebenen Daten zu verplanen. Dies ist aus unserer Sicht bei Beurteilungen sehr wichtig, weil viele Anbieter zwar auf dem Papier immer sehr gut wegkommen, wenn es aber ernst wird, kneifen die meisten, weil Schein und Wirklichkeit nicht übereinstimmen. Seite 20

21 Produktionsplanung (Wikipedia) Die Produktionsplanung lässt sich nach Gutenberg in Produktionsprogrammplanung, Materialbedarfsplanung und Produktionsprozessplanung unterteilen, auf die im Folgenden näher eingegangen wird. Produktionsprogrammplanung Im Rahmen der Produktionsprogrammplanung beschäftigt man sich mit der lang-, mittel- und kurzfristigen Planung, wobei Parameter wie Kapitalbindung, Fristigkeit und Korrigierbarkeit der Fehler entscheidend sind, ob sie einen strategischen oder operativen Charakter tragen. Bei langfristiger Planung (ab 3 Jahren) ist die Frage über Marktsegmente und entsprechende Produkte zu klären, die den Schwerpunkt unternehmerischer Aktivitäten bilden sollen. Mittelfristig (Quartals-, Jahresplanung) werden Produktgruppen geplant, so dass kurzfristig (innerhalb eines Jahres) lediglich über die Menge herzustellender Produkte zu entscheiden ist. Materialbedarfsplanung Ausgehend vom Primärbedarf (Produktionsmenge) wird in der Materialbedarfsplanung ermittelt, wie viele Mengeneinheiten an Rohstoffen und Zwischenprodukten (Sekundärbedarf) zur Deckung des Primärbedarfs benötigt werden. Hierzu müssen die Erzeugnisbestandteile in Stücklisten oder Arbeitsplänen bekannt sein. Teile des Sekundärbedarfs können schon im Lager vorhanden sein. Nicht vorhandene Materialien müssen entweder selbst hergestellt oder beschafft werden. Diese Planungsinhalte sind weitgehend Teil der Planungsphilosophie der ERP Systeme. Produktionsprozessplanung Diese umfasst die Losgrößenplanung Durchlauf- und Kapazitätsterminierung Reihenfolgeplanung und Feinterminierung Seite 21

22 Losgrößenplanung Die Losgrößenplanung bestimmt wie viele Aufträge eines Produktes zu einem Los zusammengefasst werden können, so dass die Summe aus den entstehenden Produktions-, Lagerhaltungs-, Rüst- und Reinigungskosten minimiert wird. Die optimale Losgröße kann auf Grund von mangelnden Kapazitäten nicht immer realisiert werden und muss zu Lasten der Kosten gesplittet werden. Termin- und Kapazitätsplanung Sobald die zu produzierenden Mengen bekannt sind, wird mit der Terminplanung begonnen. Mittels der Durchlaufterminierung werden früheste und späteste Termine für die Durchführung einzelner Arbeitsschritte geplant. Anschließend muss die Frage geklärt werden, ob die erforderlichen Kapazitäten für das Produktionsprogramm vorhanden sind. Dies wird in der Kapazitätsterminierung grob geplant. Bei Kapazitätsengpässen müssen einzelne Arbeitsschritte in andere Zeiträume verschoben werden. Sobald dies geschehen ist, können grob terminierte Aufträge an die Produktionssteuerung weitergegeben werden. Reihenfolgeplanung und Feinterminierung Bei der Feinplanung wird festgelegt, welche Maschinen bestimmten Aufträgen zugeordnet werden. Kurzfristige Aufgaben der Produktionssteuerung sind vor allem in Zusammenhang mit kurzfristigen Änderungen in der Auftrags- oder Kapazitätsrealität zu sehen: ungeplanter Ausfall einer Maschine oder Anlage bzw. eines Mitarbeiters unerwartete Kundenaufträge mit hoher Priorität. Da die Zusammenhänge mehrdimensional sind, werden die Aufgaben der Produktionssteuerung vermehrt mit entsprechenden Softwaresystemen durchgeführt. Diese erlauben nicht nur, die genannten Aufgaben und Randbedingungen effizient und komfortabel auszuführen, sie ermöglichen zudem eine hohe Flexibilität des Planers und eine hohe Transparenz über den aktuellen Belegungs-und Terminzustand in der Produktion. Während manche Systeme Methoden des Operations Research zur Optimierung der Ergebnisse verwenden, zeichnen sich praxisorientierte Systeme durch heuristische Arbeitsweisen unter Berücksichtigung Arbeitsvorgang bezogener Prioritätsregeln aus, die dem Verständnis und der Anschauung des Produktionsplaners weitgehend entsprechen. Das Ergebnis sind Maschinenbelegungspläne und Betriebsmittelzuordnungen von Vorrichtungen, Werkzeugen, NC-Programmen und Zuordnungen von Mitarbeitern. Seite 22

23 Die Produktionsprozessplanung ist heute Teil des ISA 95 Standards Product Definition Management und der Work Scheduling und des Dispatching und damit zentraler Teil eines MES. Aus den vorherigen Ausführungen geht hervor, dass in der Vergangenheit sehr sequentiell geplant wurde. Heutige Rechner gestützte Planungssysteme betrachten die einzelnen Planungskomponenten simultan. Daher bekommen praktikable APS Systeme immer mehr Bedeutung. APS In APS Systemen wird die gesamte Prozesskette eines Produkts ausgehend von einem aktuellen Bedarf aufgelöst und synchronisiert verplant bei gleichzeitiger Betrachtung der Ressourcenverfügbarkeit mit allen Konsequenzen für die Materialwirtschaft (Bestellwesen, Wareneingang, Lagerbuchungen). Solche Systeme sollten heute Bestandteil eine qualifizierten MES sein. Seite 23

24 Seminar 1: MES Marktüberblick Einzelbeurteilung MES Anbieter Globaler Markt: Veränderte Anforderungen an Produktionssysteme Paradigmenwechsel bei Produktionssystemen: MES/MOM Systeme verdrängen ERP Systeme in der Produktion MES/MOM Systeme Ausrichtung am Leitungs- und Entscheidungsmanagement: Monetärer Nutzennachweis vor Einführung eines MES/MOM Systems Veränderte Anforderungen an MES/MOM Systeme: Integrationsmanagement mit Manufacturing Flow Management für Design, Planung, Ausführung (intelligent adaptive manufacturing) Intern und extern vernetzte Systeme (Webtechnologie) Werke vergleichende Systeme (Multi Plant Management) Anspruchsvolle Analytiksysteme (advanced analytics) Individuelles Anforderungsprofil: Ermittlung des Unternehmensqualitätsstatus Prozessablaufdesign und individuelles Anforderungsprofil Beurteilung des MES/MOM Marktangebots: Beurteilungskriterien eines MES/MOM Systems - Einordnung der Systeme in Qualitätsklassen MES/MOM Anforderungsspektrum gespiegelt im deutschsprachigen MES Produktangebot bei adicom, itac, GFOS, mpdv, SIMATIC IT, SAP ME, camline, InQu, Werum, Felten, Wonderware, Syncos, Proxia, Forcam, PSIPENTA, Industrie Informatik, Grass, IBS, apromace, AIS, Apriso. Vorgehen beim Auswahlprozess: Vorauswahl gemäß der Kernanforderungen Simulation der Prozessabläufe durch die verbleibenden Anbieter MES/MOM Einführung: Einführungsmanagement des ausgewählten Systems Nutzenkontrollmanagement Seite 24

25 An wen wendet sich das Seminar: Das Seminar wendet sich an Alle, die in den Entscheidungsprozess für ein MES eingebunden sind: Geschäftsführer, Werksleiter, Produktionsleiter, Arbeitsvorbereitung, Controlling Preis: 680, EUR Im Preis enthalten sind umfassende Unterlagen und eine CD mit dem MES Simulatorsystem SI MES. Die Preise verstehen sich ohne Mehrwertsteuer. Das Seminar kann auch individuell abgestimmt auf die jeweilige Firma abgehalten werden. Preis 1.000, EUR plus Mehrwertsteuer, Fahrtkosten, Übernachtungskosten Termine: 15. Februar 2012 Stuttgart, 9. Mai Würzburg Anmeldung bei: Vogel Business Media GmbH & Co. KG Max-Plank-Str. 7/ Würzburg Telefon: Fax: Seite 25

26 Dreitagesseminar: MES Schulungskurs Seminarbasis In diesem Schulungskurs werden in Form eines dreitägigen Workshops die Inhalte eines qualifizierten MES vermittelt. Dies erfolgt anhand eines MES Simulators, der im Rahmen von Beratungsprojekten im Produktionsumfeld in den letzten zwei Jahrzehnten entwickelt wurde. Dieser Simulator enthält sämtliche Funktionsbausteine eines qualifizierten MES im Sinne eines integrierten, flexiblen und anpassungsfähigen Produktionsmanagementsystems der neuen Generation. Für den Workshop erhält jeder Seminarteilnehmer eine CD mit dem Simulator, der gemeinsam auf den Laptops der Teilnehmer installiert wird, weil er die praktische Grundlage für die Vermittlung der MES Funktionsinhalte ist. Die Teilnehmer können diesen Simulator kostenlos für eigene Anwendungsfälle verwenden (Simulationen, Ausschreibungsprojekte). Seminarinhalte 1.Tag MES Marktsituation Zuerst wird den Teilnehmern ein Überblick über die heutige Marktsituation gegeben. Es werden Begriffe geklärt und es erfolgt eine klare Zuordnung der Funktionen nach dem ISA Ebenen Modell. Es soll dabei vermittelt werden, welcher Paradigmenwechsel bei den Produktionssystemen in den letzten 5 Jahren vollzogen wird und dadurch MES zu einem strategischen Instrument wird. Es wird auf die Kriterien eingegangen, die bei der Auswahl eines MES zu berücksichtigen sind. Modell eines Integrated, Flexible, Adaptive Manufacturing System Es folgt die Entwicklung und Erläuterung eines Produktionsmanagementsystems der neuen Generation anhand der Bausteine Manufacturing Flow Design Manufacturing Flow Planning Manufacturing Flow Execution Dabei wird auf die Kriterien eingegangen, die bei der Auswahl eines MES zu berücksichtigen sind. Seite 26

27 Es folgt die Darstellung und Einordnung der einzelnen Funktionsbausteine eines MES. Manufacturing Flow Design Als erstes werden die Grundlagen eines qualifizierten MES erläutert. Es ist dies das Produktdatenmodell, das anhand der Richtlinien der ISA 95 und 88 dargestellt wird. Es betrifft dies die Thematik Product Definition Management und das Resources Management. Hier wird insbesondere die Bedeutung des Arbeitsplans als Datendrehscheibe für sämtliche Planungs- und Ausführungsfunktionen aufgezeigt. Anhand von Beispielen wird ein allgemeingültiger Ansatz zur Arbeitsplanverwaltung und -gestaltung simuliert. Seite 27

28 2.Tag Simulation Arbeitsplan Der Stoff des Vortages bezüglich Manufacturing Flow Design wird anhand eines gemeinsam entwickelten Beispiels aufgefrischt und vertieft. Hier wird auch gezeigt, wie das Auftragsmanagement Eingang in den Arbeitsplan finden kann. Manufacturing Flow Planning Zuerst wird den Teilnehmern ein Überblick über die Inhalte eines operativen Planungssystems gegeben. Es werden die verschiedenen Planungsphilosophien anhand ausgewählter qualifizierter Planungstools erläutert. Order Management Danach erfolgt die Darstellung eines Auftragsmanagement der neuen Generation. Insbesondere wird hier die Demand Driven Manufacturing Philosophie als Kern einer auf den Einzelbedarf ausgerichteten Produktion dargestellt mit den verschiedenen Inhalten zur Produktionsglättung und zu einem elektronischem Kanban. Zur Simulation werden einzelne Aufträge erfasst, die verplant werden. Es wird die Integration der Bestell- und Wareneingangsfunktionen in ein MES anhand eines Simulationsbeispiels abgebildet. Terminierungsmanagement Es folgt die eigentliche Terminierung. Hier wird anhand eines Beispiels gezeigt, wie ausgehend von einem Einzelbedarf die Prozesskette rückwärts aufgelöst und synchronisiert wird bei simultaner Berücksichtigung der Ressourcenverfügbarkeit. Danach wir der Einzelauftrag in den Kontext mit einem bestehenden Auftragspool gebracht mit einer Reihenfolgebestimmung auf der Basis von Prioritäten und Regeln (Rüstmatrix). Seite 28

29 Änderungsmanagement Hier wird gezeigt, wie ein MES Anpassungen aufnimmt, verarbeitet und die Auswirkungen in Echtzeit aufzeigt. Anhand von Beispielen werden verschiedene Szenarien simuliert, wie Kalenderänderungen, Schichtmodellanpassungen, Änderung des Termins und Änderungen der Auftragsmenge. Personaleinteilung In einer weiteren Sektion wird gezeigt, wie in einem MES die kurzfristige Personaleinteilung zu erfolgen hat, die Voraussetzung ist für die Ausführungsfreigabe der verplanten Aufträge. Seite 29

30 3.Tag Rekapitulation des Themas Planung Es werden die Planungsinhalte kurz rekapituliert und mittels eines Beispiels wird ein Auftrag erfasst, verplant und einzelne Änderungen vorgenommen, um die Inhalte praktikabel zu vertiefen und zu verankern. Manufacturing Flow Execution Es werden die klassischen Inhalte der Ausführungssysteme in ihrem Ablauf dargestellt. Dabei wird anhand eines Simulationsbeispiel gezeigt, wie mittels eines Workflows die einzelnen Funktionen im Arbeitsgang abzuarbeiten sind. Insbesondere wird gezeigt, wie in einem qualifiziertem MES die Materialflusssteuerung (Vorgänger-, Nachfolgerbeziehungen) auf unterster Einheitenebene durchzuführen ist. Rüst-, Fertigungs-, Reinigungsvorgänge Es werden die BDE Abläufe für das Rüsten, das Fertigen und den Ausbau- bzw. Reinigungsprozess mit den Zeitstempeln gezeigt sowie die Funktionsabläufe innerhalb dieses BDE Rahmens für die Materialbereitstellung, den Materialeinsatz, die Werkzeugzuordnung sowie die Outputerstellung mit den Prüfabläufen. Tracking und Tracing Funktionen Ein besonderes Gewicht wird auf die Aufzeichnung des Tracking Prozesses gelegt mit den verketteten Input-, Outputvorgängen, die Voraussetzung ist für eine lückenlose Auftragsrückverfolgung. Seite 30

31 Prüfdatenerfassung und -kontrolle Gesondert wird gezeigt, wie die Arbeitsgang spezifische Prüfdatenerfassung variabler wie attributiver Prüfmerkmale mit den damit verbunden Kontrollfunktionen zu einem SPC/SQC erfolgt. Echtzeitkontrolle Es wird in einem gesonderten Kapitel die Echtzeitkostenkontrolle behandelt, die in einem künftigen MES eine immer größere Bedeutung bekommt. Hinzukommen die Echtzeitereignismeldungen im laufenden Prozess. Diese Kontrollprozesse werden anhand der simulierten Beispiele präsentiert. Performance Management Abschließend wird ein Überblick über die Darstellung der erfassten Leistungsdaten in Dashboards gegeben. Zertifikat Jeder Teilnehmer erhält ein Teilnahmezertifikat am Seminar. Wer an einer qualifizierten Beurteilung interessiert ist, erhält ein Beispiel zur Simulierung des Lernstoffs. Dieses ist innerhalb von 14 Tagen mittels des mitgelieferten Simulators abzubilden und dem Seminarleiter zuzuschicken. Es erfolgt eine Beurteilung, die zum Zertifikat des MES Informations-Manager (MIM) führt. Seite 31

32 An wen wendet sich das Seminar: Das Seminar wendet sich an Alle, die mit einem MES arbeiten müssen. Preis: 1.790, EUR Im Preis enthalten sind umfassende Unterlagen und eine CD mit dem MES Simulatorsystem SI MES. Die Preise verstehen sich ohne Mehrwertsteuer. Das Seminar kann auch individuell abgestimmt auf die jeweilige Firma abgehalten werden. Preis 2.500, EUR plus Mehrwertsteuer, Fahrtkosten, Übernachtungskosten Termine: 6. bis 8. März 2012 Stuttgart, 12. bis 14. Mai Würzburg Anmeldung bei: Vogel Business Media GmbH & Co. KG Max-Plank-Str. 7/ Würzburg Telefon: Fax: Seite 32