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Advanced Planning and Scheduling

"Mit APS wird die Feinplanung adaptiv und realistisch"

Die Anforderungen an die Produktionsplanung von Fertigungsbetrieben steigen stetig. Jetzt hat MPDV, Hersteller von Fertigungs-IT, eine Feinplanungslösung für das eigene MIP-Ökosystem vorgestellt. Die APS-Software baut auf langjährigen Erfahrungen mit der bewährten MES-Lösung Hydra auf und kann von einfachen Arbeitsgängen bis hin zu komplexen Fertigungsaufträgen planen und optimieren. Im Interview erläutern Thorsten Strebel, Vice President Products, und Jürgen Petzel, Vice President Sales, warum der Softwarehersteller gerade jetzt mit einer APS-Lösung an den Markt geht - und was Fedra zu bieten hat.

Bild: MPDV Mikrolab GmbHBild: MPDV Mikrolab GmbH

Einfach planen

Das neue APS-System Fedra von MPDV unterstützt Anwender beim Verplanen von Arbeitsgängen und Maschinen. Mit dem System können sich Ressourcen bestmöglichst auslasten, Durchlaufzeiten reduzieren und die Liefertreue verbessern lassen. Außerdem stellt das System Funktionen bereit, mit denen Mitarbeiter zügig eigene Auswertungen erstellen können. Schnittstellen beispielsweise zum ERP-System und zum Shopfloor ermöglichen den Datenaustausch.

? Mit Fedra Interactive Planning können Fertigungsunternehmen ihre analoge Planungslösung durch eine digitale Darstellung mit Drag-and-Drop-Bedienung ablösen.

? Assisted Planning enthält Funktionen, die Transparenz schaffen und dabei unterstützen, effizient zu planen. Damit lassen sich viele Konflikte in der Planung früh erkennen und vermeiden.

? Die Integration Services dienen der Kommunikation mit anderen Systemen. Dazu gehören das ERP-System sowie die Anbindung des Shopfloors.

? Mit der Funktionalität Workload Analysis behalten Planer die Auslastung der Fertigung im Blick. So werden Lücken sichtbar, in die sich kurzfristige Aufträge oder Instandhaltungsarbeiten einschieben lassen.

Komplexe Szenarien planen

Mit Fedra lassen sich Sekundärressourcen wie Werkzeuge, Material, Personal oder Energie planen. So können Anwender ihre Planungsprozesse synchronisieren, Rüstkosten verringern sowie unnötige Warte- und Liegezeiten vermeiden.

? Mit Workforce Planning können Unternehmen ihre Personaleinsatzplanung auch unabhängig von der Maschinenbelegung realisieren.

? Secondary Resource Planning berücksichtigt Werkzeuge und Hilfsmittel bei der Planung, um die Transparenz im Werk zu erhöhen.

? Integrated Workforce Planning verzahnt die Fertigungsplanung mit der Personalplanung. So stellen Planer sicher, dass genug Personal für die geplanten Aufträge zur Verfügung steht.

? Mit Predictive Material Planning lassen sich indirekte Auftragsabhängigkeiten durch die Prüfung von Materialbeziehungen abbilden. So haben Mitarbeiter die Materialversorgung stets im Blick.

? Die Funktion Energy Demand Planning dient der Vermeidung von Lastspitzen beim Energieverbrauch.

Stafzahlungen an den Energieversorger sind im Idealfall somit Geschichte.

Herr Strebel, aus welchem Antrieb heraus wurde Fedra entwickelt?

Thorsten Strebel: Fertigungsunternehmen haben heute deutlich höhere Ansprüche an eine Planungslösung für die Fertigung. Es reicht nicht mehr, einfach nur Vorgänge in der Produktion planen zu können. Vielmehr muss sich mit dem System der komplette Produktionsprozess abbilden lassen und das sowohl bereichs- als auch werksübergreifend. Deshalb haben wir in den vergangenen Jahren sehr viele neue Funktionen für den Leitstand unseres Manufacturing Execution System (MES) Hydra entwickelt und ihn Schritt für Schritt zu einem APS-System ausgebaut, das wir jetzt am Markt platzieren.

Welche Funktionen bringt die Advanced Planning and Scheduling-Anwendung aktuell mit?

Jürgen Petzel: Fedra bietet Basisfunktionen zur Planung von Arbeitsgängen, Maschinen und Personal. Auf Wunsch berücksichtigt das System in Echtzeit auch die Verbräuche und Neuproduktionen. So sind Anwender immer auf dem aktuellen Stand und haben einen Überblick, wo beispielsweise Materialien fehlen oder ob es Lücken bei der Personalplanung gibt. Mit dem System lassen sich Sekundärressourcen wie Werkzeuge, Material oder Energie gezielt planen. So kann Fedra die Transparenz im Shopfloor steigern, die Produktionsplanung verbessern und die Kapazitätsauslastung optimieren.

Strebel: Durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz (KI) können Unternehmen mit Fedra besonders komplexe Szenarien automatisch planen. Und auch mehrstufige Fertigungsaufträge lassen sich schnell realisieren. Dafür kommt Reinforcement Learning zum Einsatz, eine etablierte KI-Methode, mit der eine Vielzahl an Arbeitsgängen optimal auf die verfügbaren Ressourcen verteilt werden kann. Egal, wie komplex die Planungssituationen sind, unser System findet durch den Einsatz von KI auf Knopfdruck innerhalb kürzester Zeit die optimale Planungslösung.

Was ist das Besondere an Fedra?

Strebel: Die große Flexibilität.

Was genau meinen Sie mit Flexibilität in diesem Fall?

Strebel: Fedra ist stand-alone-fähig. Das heißt, unsere APS-Lösung kann unabhängig von anderen Systemen zur Planung in der Fertigung eingesetzt werden. Damit eignet sich Fedra einerseits für Unternehmen, die eine reine Software zum Planen einführen möchten. Andererseits ist das APS-System auch voll integrierbar, denn sie basiert auf unserer Plattformlösung, der Manufacturing Integration Platform, kurz MIP. Nutzer der MIP können aus einer Vielzahl sogenannter Manufacturing Apps (mApps) mit unterschiedlichen Funktionen auswählen und diese flexibel miteinander kombinieren. Alle Funktionen von Fedra sind als mApps auf der MIP verfügbar. Je nach Bedarf können Anwender entscheiden, welche Funktionen sie einsetzen möchten. Durch die Interoperabilität der Plattform lassen sich die einzelnen APS-mApps flexibel untereinander kombinieren. So wird die Fertigungsplanung einfach, dynamisch, realistisch und adaptiv.

Petzel: Hinzu kommt, dass Fedra besonders einfach zu bedienen ist und sich in Kombination mit einem System wie einem ERP-System oder einem MES wie Hydra betreiben lässt. Durch den Austausch zwischen den Systemen lassen sich Informationen wie Maschinenstatus oder Auftragslage bei der Planung berücksichtigen. So haben Anwender jederzeit den Gesamtüberblick.

Fedra verfügt über verschiedene Funktionen zur Personaleinsatzplanung. Welcher Ansatz wurde dabei verfolgt?

Strebel: Mit Fedra können Unternehmen ihre Auftragsplanung mit der Personalplanung in Einklang bringen. Das System berücksichtigt beispielweise, welche Personalbedarfe durch die abzuarbeitenden Aufträge oder zu belegenden Arbeitsplätze entstehen. Zudem werden in die Planung die verfügbaren Personalkapazitäten sowie Qualifikationen der Mitarbeiter einbezogen. So lässt sich sicherstellen, dass die richtigen Ressourcen zur richtigen Zeit verfügbar sind und alle Aufträge pünktlich abgearbeitet werden können.

Auf welche Art von Fertigungsunternehmen oder Branchen ist das APS-System zugeschnitten?

Petzel: Fedra kann branchenübergreifend eingesetzt werden. Hierbei spielt es keine Rolle, ob das Unternehmen ein Kampagnenfertiger oder Serienfertiger ist, ob kleine Losgrößen oder große Losgrößen produziert werden. Fedra soll alle Anforderungen der unterschiedlichen Branchen und Fertigungen abdecken. Auch bei diesem Produkt bleiben wir unserer Strategie treu, für alle Branchen und Unternehmensgrößen Lösungen mit Mehrwert schaffen zu wollen.

Welche Strategie steht hinter der Entscheidung, Fedra auf Ihrer Fertigungsplattform anzubieten?

Strebel: Das Fedra auf Basis der MIP läuft und aus mApps besteht, war natürlich eine bewusste Entscheidung für die Zukunft. Denn eine integrative Plattform wie die MIP ist Voraussetzung für die Zukunftsfähigkeit von IT-Lösungen in der Smart Factory. Neben dem APS Fedra und unserem etablierten MES Hydra profitieren auch die IT-Lösungen von Felten, die seit Mitte 2019 Mitglied der MPDV-Gruppe sind - aber auch viele andere Partner von der Interoperabilität der MIP. Die Plattform integriert IT-Lösungen aller Art und beliebiger Hersteller zu einem Ökosystem. Die Feinplanung lässt sich also mit jedem anderen System koombinieren. Genau das brauchen Anwender für eine Smart Factory und das macht IT-Lösungen wie das APS Fedra zukunftsfähig. n von der MPDV Mikrolab GmbH.

Dipl.-Ing. (BA) Thorsten Strebel, Vice President Products

Thorsten Strebel (48) studierte Technische Informatik mit Schwerpunkt Produktionsinformatik an der Berufsakademie Mosbach und verantwortet in der MPDV-Geschäftsleitung das Produktmanagement, die Weiterentwicklung des Produktportfolios sowie den Ausbau des Service-Angebots. Als Geschäftsführer der Aimes GmbH (Artifical Intelligence for Manufacturing Solutions) ist er auch für die Bereitstellung KI-basierter Softwareprodukte und Lösungen zuständig.

Dipl.-Betriebswirt Jürgen Petzel, Vice President Sales

Jürgen Petzel (57) studierte BWL mit den Schwerpunkten Marketing, Unternehmensplanung und -kontrolle in Münster. Anschließend war er in verschiedenen Produktionsunternehmen und Funktionen tätig und weist über 25 Jahre Berufserfahrung in den Bereichen Logistik und MES auf. Heute ist er als Vice President Sales sowie Vorstandsmitglied bei der MPDV Mikrolab GmbH unter anderem für die Planung, Steuerung und Organisation des Vertriebs verantwortlich.

Prozesse optimieren

Wer seine Ressourcen im Shopfloor optimal auslasten möchte, muss seine Prozesse optimieren. Dafür bietet das APS-System verschiedene Funktionen, um beispielsweise gezielt Rüstaufwände zu reduzieren oder die Liefertreue zu erhöhen.

? Funktionen aus Campaign Planning unterstützen dabei, Rüstaufwände durch eine festgelegte Reihenfolge der Arbeitsgänge zu reduzieren.

? Durch den Einsatz von Connected Production Planning lassen sich mehrere Arbeitsgänge parallel auf einem Arbeitsplatz planen, um eine höhere Maschinenauslastung zu erzielen.

? Setup Optimized Planning ermittelt belegungsabhängige Rüstzeiten und hilft bei der Reihenfolgeoptimierung. Dadurch wird die Planung in der Regel realistischer, bei sinkenden Rüstaufwänden.

? Über die Funktionalität Individual Verified Planning lassen sich individuelle Fertigungsvorgaben bei der Planung berücksichtigen.

? Mittels Operation Splitting lassen sich Lücken im Planungsszenario schließen.

? Cross Order Planning bildet auftragsübergreifende Abhängigkeiten in der Fertigungsplanung ab und steigert die Planungssicherheit.

? Durch Multiple Ressource Mapping lässt sich überprüfen, ob die Maschine oder der Arbeitsplatz ausreichend Kapazität bietet, um die zu planenden Arbeitsgänge abzuarbeiten. Damit ist auch eine Mehrfachbelegung von Ressourcen möglich.

Automatisch planen

Das APS verfügt über Funktionen zur automatischen Planung mittels Regeln, Zielvorgaben oder Reinforcement Learning auf Basis von künstlicher Intelligenz. Diese unterstützen dabei, komplexe Planungssituationen schnell und flexibel zu realisieren. Viele Arbeitsgänge lassen sich mit dem System optimiert auf verfügbare Ressourcen verteilen. Zudem können Anwender verschiedene Planungsszenarien simulieren und bewerten.

? AI Planning integriert den KI-Ansatz Reinforcement Learning in die automatische Fertigungsplanung. Das System hinterfragt dabei vom Planer getroffene Entscheidungen und sucht selbstständig auf Basis dieses Wissens zunehmend nach besseren Planungsergebnissen. Ziele der KI-optimierten Planung bleiben: Aufträge pünktlich abarbeiten, Rüstzeiten verringern und Durchlaufzeiten verkürzen.

? Mit Rule Designed Planning können Unternehmen die Regeln zur automatischen Planung selbst festlegen oder auf vorgegebene Standardregeln für die Planung zurückgreifen. So lässt sich beispielsweise festlegen, dass zuerst die Arbeitsaufträge mit der kürzesten Laufzeit bearbeitet werden sollen oder die mit der höchsten Priorität.

? Target Designed Planning ermöglicht eine zielgetriebene, an Kennzahlen orientierte, automatische Planung.

? Mit Simulation lassen sich verschiedene Planungsszenarien miteinander vergleichen, ohne in den Produktivbetrieb einzugreifen.

MPDV Mikrolab GmbH

Dieser Artikel erschien in IT&Production 7 (September) 2020 - 03.09.20.
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