Hochkomplexe Auftragsnetze synchronisieren
Produzieren ohne Liegezeiten
Bei Maschinen- und Anlagenbauern sind Änderungen durch den Kunden bis kurz vor Lieferung üblich. Der Preis dieser Flexibilität sind hohe Durchlaufzeiten und schwierige Steuerungsprozesse. Mit der um Module zur adaptiven Fertigungssteuerung erweiterten ERP-Suite Psipenta gelingt es der Hosokawa Alpine AG seit einiger Zeit, ihre Abläufe bei der Herstellung von Mahl- und Sichtanlagen zeitnah und automatisiert auf Veränderungen einzustellen. Das Ergebnis sind deutlich reduzierte Warte- und Liegezeiten sowie eine hohe Liefertreue.
Bild: Hosokawa Alpine AGÜber Hosokawa Alpine in Augsburg
Die Hosokawa Alpine mit Hauptsitz in Augsburg ist ein weltweit agierendes Traditionsunternehmen, das im klassischen Maschinenbau und der Verfahrenstechnik tätig ist. Das Unternehmen geht auf den Eisendreher Otto Holzhäuer zurück, der 1898 vor den Toren der Stadt Augsburg ein Grundstück erwarb und dort ein Wohnhaus, ein Fabrikgebäude mit Comptoir und einem Hofraum errichtete. Schon zu Beginn wurden Mühlen und Brecher hergestellt und in die ganze Welt verkauft. Heute beschäftigt das Unternehmen rund 1.500 Mitarbeiter und fertigt am gleichen Standort auf über 55.000 Quadratmetern Mahl- und Sichtanlagen zur Herstellung feiner Pulver für die mineralische Grundstoffindustrie, die Pharma-, Food- sowie Chemie-Industrie und für Recyclingprozesse. Ein zweiter Geschäftsbereich ist die Herstellung von Folienextrusionsanlagen, mit denen dünne mehrschichtige Kunststofffolien produziert werden.
Als die Aufträge für den Hersteller von Maschinen und Turnkey-Systemen zur Aufbereitung von Pulvern, Granulaten und Schüttgütern Anfang des neuen Jahrtausends anstiegen, stießen die Fertigungsplaner der Hosokawa Alpine AG immer häufiger an ihre Grenzen. "Je weiter der Planungsprozess in der Ferne lag, desto schwieriger war es für unsere Planer, sich einen Überblick in unserem Auftragsnetz zu verschaffen", sagt Reinhard Wagner, stellvertretender Fertigungsleiter bei Hosokawa Alpine. Ein Blick in die Hallen des Unternehmens macht deutlich, worin die Herausforderungen lagen: in der Koordination aller Prozesse bis zur Montage. Denn der Spezialist für Pulvermahlanlagen, der feine Pulver für die Pharma-, Food- und Chemieindustrie und die mineralische Grundstoffindustrie mahlt, produziert einen Großteil der Komponenten in seinen Hallen selbst. Reinhard Wagner erklärt: "Die selbst gefertigten Teile gilt es rechtzeitig herzustellen und die Einkaufsteile sind zielgenau in den Prozess einzusteuern und so durch die einzelnen Werkstätten zu navigieren, dass alles zum großen Finale in der Montage bereit steht". Dass die Koordination der einzelnen Arbeitsschritte sowie die zeitliche Abstimmung aller Prozesse auf den Montagetermin nicht trivial ist, bestätigt Thomas Makkos, Informatiker in der Datenverarbeitung bei Hosokawa Alpine: "Die Synchronisation der Fertigungs- und Einkaufsabläufe war auch deshalb so kniffelig, weil es unser Anspruch ist, flexibel auf die einzelnen Wünsche unserer Kunden einzugehen." Bei der Hosokawa Alpine AG sind Änderungen durch den Kunden bis kurz vor dem Liefertermin an der Tagesordnung.
Bild: Psipenta Software Systems GmbHAnteil Durchlaufzeit: 90 Prozent
Dass ein Auftrag vorgezogen werden muss, ein Zukaufteil nicht rechtzeitig ankommt oder betriebsbedingte Störungen wie etwa der Ausfall einer Maschine auftreten, sind nicht nur Probleme von Sondermaschinen- und Anlagenbauern. Mit ihrer Werkstattfertigung sind sie auf solche Situationen aber besser eingestellt als Serienfertiger, da sie wesentlich flexibler auf Störungen reagieren können. Der Typus der Werkstattfertigung hat aber den Nachteil, dass zwischen den eigentlichen Bearbeitungsschritten 'sehr viel Luft' ist. Thomas Makkos weiß, welche Auswirkungen das auf die Durchlaufzeiten im Betrieb hat: "Im Schnitt liegt die Bearbeitungszeit eines Teils bei gerade zehn Prozent; 90 Prozent seiner Zeit verbringt es praktisch in Wartestellung." Bevor der Augsburger Spezialist für Verfahrenstechnik und Folienextrusions-Anlagen sich für eine adaptive Steuerungslösung entschied, rechnete er für jeden Wechsel von einem Bereich in den anderen mit drei Tagen Übergangszeit. Diese langen Wartezeiten, die sich bei der Planung eines Auftrags im ERP-System von Arbeitsstation zu Arbeitsstation addieren, führten regelmäßig dazu, dass der errechnete Fertigungsstart in der Vergangenheit lag. Anschließend wurde der Verzug im Laufe des Herstellungsprozesses wieder 'irgendwie' aufgeholt, um den Liefertermin zu halten.
Liefertreue hängt vom Einkauf ab
Der zweite Faktor für die Liefertreue ist der Einkauf. Oft ergibt es wenig Sinn, mit der Eigenfertigung eines Anlagenteils zu starten, wenn zum Beispiel ein Motor erst drei Wochen später im Werk eintreffen wird. "Solche Langläufer zu identifizieren oder Engpässe eines Auftragsprojekts herauszufinden, war bisher extrem aufwendig", erklärt Wagner und betont: "Um solche kritischen Teile aus dem Datenberg eines ERP-Systems herauszuziehen, muss man sich extrem gut auskennen." Als die Unzufriedenheit mit der mangelnden Weitsicht immer größer wurde, entschloss sich das Team aus IT- und Fertigungssteuerern nach einer Optimierungslösung Ausschau zu halten. Damit sollte die Liefertermintreue erhöht und schneller auf veränderte Parameter reagiert werden können. "Ein Leitstand kam zum damaligen Zeitpunkt aber nicht in Frage; er arbeitete zu statisch und gab feste Reihenfolgen vor", berichtet Wagner aus der damaligen Suchphase. Dagegen überzeugte die Augsburger das Angebot ihres bestehenden ERP-Partners. Die Ressourcen- und Planungssoftware des Berliner Anbieters von ERP- und Fertigungssteuerungssystemen Psipenta nutzt Hosokawa Alpine bereits seit 1999. Mit der neuen Lösung für den dynamischen Produktionsabgleich, Psipenta Adaptive, hatten die Berliner auf die Anforderungen vieler mittelständischer Betriebe reagiert. Wagner erinnert sich: "Als wir uns im Jahr 2007 umschauten, gab es nichts Vergleichbares zu der Lösung von Psipenta auf dem Markt."
Bild: Hosokawa Alpine AG100.000 Arbeitsgänge pro Jahr dynamisieren
"Psipenta versprach uns, unser hochkomplexes Auftragsnetz mit durchschnittlich 100.000 Arbeitsgängen im Jahr abzubilden und zu dynamisieren", nennt Reinhard Wagner den wichtigsten Entscheidungsgrund für die adaptive Steuerungslösung. Und tatsächlich: Heute gehört bei Hosokawa Alpine die 'Fertigung auf Sicht' der Vergangenheit an. Mit der Software erfolgt nun die Rückstandsauflösung über eine Eliminierung der Tot- und Liegezeiten im Prozess. Zugleich schlägt das System nach einer täglichen Neuberechnung aller aktualisierten Zahlen und Fakten vor, welche Prozesse zu priorisieren sind und in welcher Reihenfolge Teile hergestellt werden sollten. Terminverschiebungen und deren Ursachen markiert die Steuerungslösung als 'kritischen Weg'. In Kombination mit DPA III, einer Simulation der möglichen Wegvarianten, lassen sich Unterdeckungen oder Überbelegungen erkennen. Zudem wird klar, welche Aufträge ohne weiteres freigegeben werden können oder welche Zusatzmaßnahmen zuvor notwendig sind. Heute werden bei Hosokawa Alpine jeden Abend alle Aufträge neu berechnet und durchgespielt. Thomas Makkos erläutert: "Dabei berücksichtigt das System alle Abhängigkeitsfaktoren der Kapazitätsplanung, darunter die benötigte und die verfügbare Kapazität an den Maschinen, die Dringlichkeit der einzelnen Aufträge und die Verfügbarkeit benötigter Einkaufsteile." Aufgrund dieser Berechnungen hat die Fertigungssteuerung in Augsburg immer einen Überblick darüber, wo es gerade Engpässe und Probleme gibt. Auf Basis dieser Fakten entscheidet das Team, ob die vorgeschlagene Priorisierung umgesetzt wird oder ob die Kapazität in einzelnen Bereichen erhöht werden muss. "80 Prozent der Faktensuche und Entscheidungsarbeit nimmt uns das System ab; die restlichen 20 Prozent glätten wir vollends bei unserer Fertigungsbesprechung", sagt Wagner. In diesem Meeting diskutieren Fertigungsleitung, Meister und Vorarbeiter die aktuelle Situation der Fehlteile und kapazitative Engpässe. Alle zwei Tage gehen neue softwaregenerierte Arbeitslisten an die Meister der verschiedenen Fertigungsbereiche.
Bild: Hosokawa Alpine AGSystemleistung nur so gut wie die Datenqualität
Der Aufwand für die Inbetriebnahme der Steuerungslösung war überschaubar. Die reine Implementierungszeit dauerte zwei Wochen, erinnert sich Makkos und ergänzt: "Mit Vorbereitung, Schulung und Konkretisierung waren es ein paar Monate mehr, nach denen wir produktiv gingen. Das lag auch daran, dass wir eine integrierte Lösung aus einer Hand einsetzten." Nach den ersten Berechnungs- und Simulationsläufen, stellte sich allerdings heraus, dass es noch einer Nacharbeit bedurfte - nicht am System, sondern an den Daten. Michael Engstler, Leiter der Datenverarbeitung, der seit 2008 bei Hosokawa Alpine arbeitet: "Eine IT-Lösung kann nur so gut sein wie die Daten, die es im ERP-System vorfindet." In Augsburg greifen der Psipenta-Rückstandsregler und das Simulationsmodul auf die Daten des ERP-Systems zurück. Ob Änderungen an Aufträgen, in der Einkaufssituation oder im Kapazitätsangebot, das A und O des Erfolgs liegt in der realitätsnahen und konsequenten Abbildung aller Daten im ERP-System, die den Produktionsprozess beeinflussen.
Übersteuerung von Maschinen und Mitarbeitern im Griff
"Heute kommt es kaum noch zu einer Übersteuerung von Maschinen und Mitarbeitern", berichtet Wagner. Auch der früheste Fertigungsstart liegt nun nicht mehr in der Vergangenheit. Mithilfe der IT-Lösung ist es dem Hersteller gelungen, das hochkomplexe Auftragsnetz zu synchronisieren. In den vergangenen fünf Jahren verdoppelte sich der Umsatz des Maschinenbauers. "Psipenta Adaptive hat es uns ermöglicht, den mit der Umsatzsteigerung einhergehenden Aufwand in der Fertigungssteuerung zu bewältigen", bringt Reinhard Wagner den Systemnutzen auf den Punkt.
Nutzenaspekte von Psipenta Adaptive im Rückblick
? Realistische Anfangs- und Endtermine eines Auftrags
? Kürzere Transport- und Liegezeiten beziehungsweise Übergangszeiten
? Rückstandsfreie Fertigung
? Transparenz in allen Abläufen - kritische Wege sind zu erkennen
? Synchronisation in Einkauf und Fertigung
? Automatische Priorisierung der Arbeit an den Maschinen
? Erhebliche Reduzierung des Kommunikationsaufwands
? Steuerung des Personals im Drei-Schichtbetrieb bewältigt
? Hohe Liefertreue
Bei Maschinen- und Anlagenbauern sind Änderungen durch den Kunden bis kurz vor Lieferung üblich. Der Preis dieser Flexibilität sind hohe Durchlaufzeiten und schwierige Steuerungsprozesse. Mit der um Module zur adaptiven Fertigungssteuerung erweiterten ERP-Suite Psipenta gelingt es der Hosokawa Alpine AG seit einiger Zeit, ihre Abläufe bei der Herstellung von Mahl- und Sichtanlagen zeitnah und automatisiert auf Veränderungen einzustellen. Das Ergebnis sind deutlich reduzierte Warte- und Liegezeiten sowie eine hohe Liefertreue.
Bild: Hosokawa Alpine AGÜber Hosokawa Alpine in Augsburg
Die Hosokawa Alpine mit Hauptsitz in Augsburg ist ein weltweit agierendes Traditionsunternehmen, das im klassischen Maschinenbau und der Verfahrenstechnik tätig ist. Das Unternehmen geht auf den Eisendreher Otto Holzhäuer zurück, der 1898 vor den Toren der Stadt Augsburg ein Grundstück erwarb und dort ein Wohnhaus, ein Fabrikgebäude mit Comptoir und einem Hofraum errichtete. Schon zu Beginn wurden Mühlen und Brecher hergestellt und in die ganze Welt verkauft. Heute beschäftigt das Unternehmen rund 1.500 Mitarbeiter und fertigt am gleichen Standort auf über 55.000 Quadratmetern Mahl- und Sichtanlagen zur Herstellung feiner Pulver für die mineralische Grundstoffindustrie, die Pharma-, Food- sowie Chemie-Industrie und für Recyclingprozesse. Ein zweiter Geschäftsbereich ist die Herstellung von Folienextrusionsanlagen, mit denen dünne mehrschichtige Kunststofffolien produziert werden.
Als die Aufträge für den Hersteller von Maschinen und Turnkey-Systemen zur Aufbereitung von Pulvern, Granulaten und Schüttgütern Anfang des neuen Jahrtausends anstiegen, stießen die Fertigungsplaner der Hosokawa Alpine AG immer häufiger an ihre Grenzen. "Je weiter der Planungsprozess in der Ferne lag, desto schwieriger war es für unsere Planer, sich einen Überblick in unserem Auftragsnetz zu verschaffen", sagt Reinhard Wagner, stellvertretender Fertigungsleiter bei Hosokawa Alpine. Ein Blick in die Hallen des Unternehmens macht deutlich, worin die Herausforderungen lagen: in der Koordination aller Prozesse bis zur Montage. Denn der Spezialist für Pulvermahlanlagen, der feine Pulver für die Pharma-, Food- und Chemieindustrie und die mineralische Grundstoffindustrie mahlt, produziert einen Großteil der Komponenten in seinen Hallen selbst. Reinhard Wagner erklärt: "Die selbst gefertigten Teile gilt es rechtzeitig herzustellen und die Einkaufsteile sind zielgenau in den Prozess einzusteuern und so durch die einzelnen Werkstätten zu navigieren, dass alles zum großen Finale in der Montage bereit steht". Dass die Koordination der einzelnen Arbeitsschritte sowie die zeitliche Abstimmung aller Prozesse auf den Montagetermin nicht trivial ist, bestätigt Thomas Makkos, Informatiker in der Datenverarbeitung bei Hosokawa Alpine: "Die Synchronisation der Fertigungs- und Einkaufsabläufe war auch deshalb so kniffelig, weil es unser Anspruch ist, flexibel auf die einzelnen Wünsche unserer Kunden einzugehen." Bei der Hosokawa Alpine AG sind Änderungen durch den Kunden bis kurz vor dem Liefertermin an der Tagesordnung.
Bild: Psipenta Software Systems GmbHAnteil Durchlaufzeit: 90 Prozent
Dass ein Auftrag vorgezogen werden muss, ein Zukaufteil nicht rechtzeitig ankommt oder betriebsbedingte Störungen wie etwa der Ausfall einer Maschine auftreten, sind nicht nur Probleme von Sondermaschinen- und Anlagenbauern. Mit ihrer Werkstattfertigung sind sie auf solche Situationen aber besser eingestellt als Serienfertiger, da sie wesentlich flexibler auf Störungen reagieren können. Der Typus der Werkstattfertigung hat aber den Nachteil, dass zwischen den eigentlichen Bearbeitungsschritten 'sehr viel Luft' ist. Thomas Makkos weiß, welche Auswirkungen das auf die Durchlaufzeiten im Betrieb hat: "Im Schnitt liegt die Bearbeitungszeit eines Teils bei gerade zehn Prozent; 90 Prozent seiner Zeit verbringt es praktisch in Wartestellung." Bevor der Augsburger Spezialist für Verfahrenstechnik und Folienextrusions-Anlagen sich für eine adaptive Steuerungslösung entschied, rechnete er für jeden Wechsel von einem Bereich in den anderen mit drei Tagen Übergangszeit. Diese langen Wartezeiten, die sich bei der Planung eines Auftrags im ERP-System von Arbeitsstation zu Arbeitsstation addieren, führten regelmäßig dazu, dass der errechnete Fertigungsstart in der Vergangenheit lag. Anschließend wurde der Verzug im Laufe des Herstellungsprozesses wieder 'irgendwie' aufgeholt, um den Liefertermin zu halten.
Liefertreue hängt vom Einkauf ab
Der zweite Faktor für die Liefertreue ist der Einkauf. Oft ergibt es wenig Sinn, mit der Eigenfertigung eines Anlagenteils zu starten, wenn zum Beispiel ein Motor erst drei Wochen später im Werk eintreffen wird. "Solche Langläufer zu identifizieren oder Engpässe eines Auftragsprojekts herauszufinden, war bisher extrem aufwendig", erklärt Wagner und betont: "Um solche kritischen Teile aus dem Datenberg eines ERP-Systems herauszuziehen, muss man sich extrem gut auskennen." Als die Unzufriedenheit mit der mangelnden Weitsicht immer größer wurde, entschloss sich das Team aus IT- und Fertigungssteuerern nach einer Optimierungslösung Ausschau zu halten. Damit sollte die Liefertermintreue erhöht und schneller auf veränderte Parameter reagiert werden können. "Ein Leitstand kam zum damaligen Zeitpunkt aber nicht in Frage; er arbeitete zu statisch und gab feste Reihenfolgen vor", berichtet Wagner aus der damaligen Suchphase. Dagegen überzeugte die Augsburger das Angebot ihres bestehenden ERP-Partners. Die Ressourcen- und Planungssoftware des Berliner Anbieters von ERP- und Fertigungssteuerungssystemen Psipenta nutzt Hosokawa Alpine bereits seit 1999. Mit der neuen Lösung für den dynamischen Produktionsabgleich, Psipenta Adaptive, hatten die Berliner auf die Anforderungen vieler mittelständischer Betriebe reagiert. Wagner erinnert sich: "Als wir uns im Jahr 2007 umschauten, gab es nichts Vergleichbares zu der Lösung von Psipenta auf dem Markt."
PSI Automotive & Industry GmbH
Dieser Artikel erschien in IT&PRODUCTION November 2015 - 10.11.15.Für weitere Artikel besuchen Sie www.it-production.com
