Produktionssteuerung
Immer im Flow: Mit datengesteuerter Produktion zur Smart Factory
Eine reibungslos funktionierende Produktionssteuerung ist das Fundament für ein erfolgreiches Fertigungsunternehmen. Gute Planung und Steuerung stellen sicher, dass alle Prozesse optimal aufeinander abgestimmt sind und eine effiziente und termingerechte Produktion gewährleisten.
In Zeiten von Digitalisierung und Industrie 4.0 hat die digitale Produktionssteuerung enorm an Bedeutung gewonnen. Eine McKinsey-Studie hat ergeben, dass Firmen durch den Einsatz digitaler Technologien und Datenanalysen in der Produktionssteuerung signifikante Effizienzsteigerungen erzielen können. Durch digitale Vernetzung von Maschinenparks in Echtzeit können Engpässe frühzeitig erkannt, Durchlaufzeiten reduziert und die Gesamtanlageneffektivität (OEE) gesteigert werden (Quelle: McKinsey)
Mehrwert: Wettbewerbsvorteile sichern
Die Implementierung einer modernen Produktionsplanung und -steuerung ist kein Selbstläufer. Es erfordert eine sorgfältige Analyse der bestehenden Prozesse, die Auswahl der geeigneten Technologien und die Schulung der Mitarbeitenden. Unternehmen, die diese Herausforderung erfolgreich meistern, können von einer höheren Flexibilität, kürzeren Lieferzeiten und einer verbesserten Produktqualität profitieren und sich so Wettbewerbsvorteile sichern.
Was ist Produktionssteuerung?
Die Produktionssteuerung ist die Schnittstelle zwischen Auftragseingang und Produktion. Sie sorgt dafür, dass die richtigen Produkte in der richtigen Menge zur richtigen Zeit und am richtigen Ort hergestellt werden – so kostengünstig wie möglich.
Bereiche der Produktionssteuerung
Produktionssteuerung lässt sich in vier Bereiche einteilen, die eng miteinander verzahnt sind:
1) Produktionsplanung
Sie bildet die Grundlage der Produktionssteuerung. Es werden die zukünftigen Produktionsmengen und -termine festgelegt.
- Bedarf: Ausgehend von Kundenaufträgen, Absatzprognosen und Lagerbeständen wird der zukünftige Bedarf an Produkten ermittelt.
- Kapazitäten: Die Produktionsplanung gleicht diesen Bedarf mit den vorhandenen Kapazitäten an Mitarbeitern, Maschinen und Material ab.
- Plan: Das Ergebnis ist ein detaillierter Produktionsplan, der die zu produzierenden Mengen, die Start- und Endtermine sowie die benötigten Ressourcen für einen bestimmten Zeitraum festlegt.
2) Materialbedarfsplanung (Material Requirements Planning, MRP)
Damit die Produktion reibungslos laufen kann, müssen alle Materialien zum richtigen Zeitpunkt in der richtigen Menge zur Verfügung stehen.
- Von Stücklisten zum Materialbedarf: Anhand des Produktionsplans und der Stücklisten der Produkte wird der Materialbedarf ermittelt. Die Stückliste listet alle Einzelteile und Baugruppen auf, die für die Herstellung eines Produkts benötigt werden.
- Bestandsführung: Die Materialbedarfsplanung gleicht diesen Bedarf mit den vorhandenen Lagerbeständen und Bestellfristen ab.
- Bestellungen auslösen: Es werden Bestellungen für die benötigten Materialien ausgelöst und die Materialbestände überwacht.
3) Fertigungssteuerung
Die Fertigungssteuerung sorgt für die Umsetzung des Produktionsplans.
- Reihenfolge festlegen: Die Fertigungssteuerung bestimmt die Reihenfolge der Arbeitsgänge und teilt die Aufträge den einzelnen Maschinen und Arbeitsplätzen zu.
- Materialfluss sicherstellen: Die Fertigungssteuerung überwacht den Materialfluss in der Produktion und stellt sicher, dass die benötigten Materialien rechtzeitig an den jeweiligen Arbeitsplätzen zur Verfügung stehen.
- Fortschritt kontrollieren: Die Fertigungssteuerung kontrolliert den Produktionsfortschritt und greift bei Störungen oder Engpässen aktiv ein, um den reibungslosen Ablauf der Produktion zu gewährleisten.
4) Optimierung des Produktionsprozesses
Die Produktionssteuerung ist nicht nur für die operative Steuerung, sondern auch für die kontinuierliche Verbesserung der Fertigungsprozesse zuständig.
- Datenanalyse: Die Produktionsdaten werden ausgewertet, um Schwachstellen und Optimierungspotenziale zu identifizieren.
- Verbesserungen anstoßen: Es werden Maßnahmen entwickelt und eingeleitet, um die Effizienz zu steigern, Durchlaufzeiten zu reduzieren und die Qualität zu verbessern.
Welche Herausforderungen und Trends gibt es in der Produktionssteuerung?
Die zunehmende Komplexität der Märkte, die steigende Individualisierung der Produkte und der zunehmende Wettbewerbsdruck stellen die Produktionssteuerung vor immer neue Herausforderungen:
- Globalisierung und Digitalisierung: Fertigungsnetzwerke müssen zunehmend global und digital vernetzt werden.
- Individualisierung und Losgröße 1: Kunden wünschen immer individuellere Produkte, was zu kleineren Losgrößen und einer höheren Variantenvielfalt führt.
- Nachhaltigkeit: Die Reduktion von Ressourcenverbräuchen und Emissionen gewinnt in der Industrie im Zuge von Berichtspflichten zur Nachhaltigkeit zunehmend an Bedeutung.
Was sind Methoden der Produktionssteuerung?
Die Wahl der richtigen Methode der Produktionssteuerung hängt von verschiedenen Faktoren ab – wie z.B. der Unternehmensgröße, den strategischen Zielen, dem Produktportfolio, der Produktionsumgebung.
Zentrale Produktionssteuerung
Es werden alle Entscheidungen und Planungen an einer zentralen Stelle getroffen, um Kosten zu sparen. Eine zentrale Produktionssteuerung ermöglicht zudem eine hohe Transparenz und Kontrolle über den Gesamtprozess. Diese Methode eignet sich für Unternehmen mit einem überschaubaren Produktportfolio und stabilen Produktionsbedingungen.
Digitale Produktionssteuerung
Die digitale Produktionssteuerung ist für Unternehmen essenziell auf dem Weg zur Smart Factory. Durch die Nutzung digitaler Technologien können Unternehmen ihre Produktionsprozesse weitaus effizienter, flexibler und transparenter gestalten.
Kanban Produktionssteuerung
Beim Kanban-Prinzip wird die Produktion durch den Bedarf der nachfolgenden Produktionsstufe gesteuert. Signalkarten – japanisch „Kanban“ – lösen den Nachschub aus, sobald ein bestimmter Materialbestand erreicht ist. So wird Überproduktion und ein hoher Lagerbestand vermieden. Die Kanban-Methode zeichnet sich durch Einfachheit und Effizienz aus.
Wie funktioniert Produktionssteuerung mit FORCAM ENISCO?
Mit Hilfe moderner, in ERP-Systeme implementierbarer Softwarelösungen von FORCAM ENISCO oder SAP Digital Manufacturing, sind Produktionsprozesse effizient plan- und steuerbar. Um unterschiedliche Produktionsstrategien und -prozesse zu kategorisieren, die für eine effiziente Herstellung notwendig sind, unterscheidet man drei Fabriktypen nach Anzahl der gefertigten Produktvarianten*:
- Einzelfertigung: Herstellung von Unikaten nach Kundenwunsch (z.B. Schiffe, Brücken). Bei den Prozessen bestehen meist lange Durchlaufzeiten, sie benötigen eine hohe Qualifikation der Mitarbeitenden und verursachen in der Regel hohe Produktionskosten.
- Serienfertigung: Produktion einer bestimmten Anzahl nahezu identischer Produkte in Serie (z.B. Autos, Computer, Möbel). Die Prozesse sind meist teilautomatisiert und benötigen kürzere Durchlaufzeiten als bei der Einzelfertigung.
- Massenfertigung: Herstellung großer Mengen identischer Produkte über einen langen Zeitraum (z.B. Schrauben, Lebensmittel oder Produkte in Chemie- oder Elektroindustrie). Die Prozesse sind in der Regel hochautomatisiert, die Produktionskosten pro Stück vergleichsweise gering.
Produktionssteuerung mit E-MES und MES FLEX
Die Anforderungen an alle Fertigungstypen, insbesondere die zunehmende Nachfrage nach Produktindividualisierung, erfordern besonders flexible und effiziente IT-Lösungen. Die MES-Lösungen von FORCAM ENISCO, E-MES und MES FLEX, sind als Teil eines modularen und schnittstellenoffenen Plattformkonzepts speziell auf die Bedürfnisse unterschiedlicher Fertigungstypen in der diskreten Fertigung zugeschnitten.
Die Lösungen unterstützen sowohl die Einzelfertigung (Auftragsfertigung) mit den meisten Produktvarianten als auch die Serienfertigung oder kundenindividuelle Massenproduktion mit geringerer Produktvarianz.
Für halb- oder vollautomatisierte Prozesse wie in Lackieranlagen oder in der Lagerlogistik bietet E-MES eine komplette Produktionssteuerung – von den Anlagenlayouts über Materialflüsse bis zur Ressourcenbelegung.
Exkurs: Was ist diskrete Fertigung?
Diskrete Fertigung ist ein Fertigungsprozess, bei dem aus verschiedenen Bauteilen einzelne Produkte hergestellt werden, die erstens zählbar sind und zweitens wieder in ihre Bestandteile zerlegt werden können. Zu Produkten einer diskreten Fertigung gehören unter anderem Autos, Flugzeuge, Möbel, Smartphones u.v.m. Diese Produkte werden oft in großen Stückzahlen hergestellt, aber jeder Artikel wird als eigene Einheit hergestellt und verkauft.
Im Gegensatz dazu werden in der sogenannten Prozessfertigung (auch: Prozessindustrie) Massenartikel in Chargen hergestellt, die nach Formeln oder Rezepten produziert und nicht in ihre ursprünglichen Bestandteile zerlegt werden können (Chemie, Pharma, Lebensmittel- und Getränkeherstellung).
E-MES und MES FLEX bieten viele Vorteile
- Optimierte Prozesse: E-MES und MES FLEX unterstützen Unternehmen dabei, ihre Produktionsprozesse zu optimieren und zu automatisieren – von Einzel- bis Serienfertigung, von hoher bis geringer Produktvarianz.
- Nahtlose Integration und Skalierbarkeit: Durch die offene Architektur des Plattformkonzepts lassen sich E-MES und MES FLEX nahtlos in bestehende IT-Landschaften integrieren und flexibel an die Anforderungen des jeweiligen Fertigungstypus anpassen.
- Datenanalyse und Transparenz: E-MES und MES FLEX ermöglichen eine umfassende Datenerfassung und -analyse in Echtzeit. Dadurch erhalten Unternehmen die notwendige Transparenz über ihre Produktionsprozesse und können diese kontinuierlich optimieren.
- Flexibilität und Modularität: Die modulare Struktur von E-MES und MES FLEX erlaubt es Unternehmen, die Lösung individuell an ihre Bedürfnisse anzupassen und Schritt für Schritt zu erweitern.
- Zukunftssicherheit: Durch die Offenheit für hybride Deployment-Szenarien (On-Premise, Edge, Cloud) sind Unternehmen mit E-MES und MES FLEX für zukünftige Anforderungen der Digitalisierung bestens gerüstet.
