Adaptive Planning Intelligence bringt Fertigung auf Zack

Neuer Optimierungsansatz für erfolgreiche Prozessplanung: Adaptive Planning Intelligence bringt Fertigung auf Zack Die Wasserlackfertigung von DuPont Herberts AutomotiveSystems aus Wuppertal ist die größte und modernste Anlage ihrer Art weltweit. Mehrere hundert Serienlacke für die Automobilproduktion werden hier gefertigt – und im Zuge der Mass Customization nehmen die Farbvarianten ständig zu. Zur optimalen Planung seiner Produktions- prozesse und Belegung maschineller Engpass- Ressourcen setzt das Unternehmen auf eine Optimierungslösung, die auf einer völlig neuen Technologie beruht „Erstmals zeichnet sich in unserer Fertigung ein ganzheitlicher Planungsansatz ab“, fasst Dr. Christian Temme, Manager Manufacturing Logistics bei DuPont Herberts AutomotiveSystems, das Ergebnis der Software-Einführung zusammen. „Für unsere Planer bedeutet das mehr Überblick und eine schnellere Tagesplanung als bisher. Wir rechnen damit, auf diese Weise unsere Produktivität zu erhöhen und im Planungsbereich Kosten einzusparen. Und bereits heute haben wir deutlich mehr Flexibilität bei kurzfristigen Änderungen – zum Beispiel beim Einschub von ungeplanten Aufträgen“. Anfang 2000 hatte die Produktionsleitung des Lackfertigers DuPont Herberts AutomotiveSystems die Einführung einer Softwarelösung für eine verbesserte Planung seiner Produktionsprozesse beschlossen. Das Unternehmen entwickelt und vertreibt rund 800 verschiedene Serienlacke für die Automobilindustrie, die Anlage ist die größte und modernste ihrer Art weltweit. Nahezu alle deutschen Autobauer greifen auf die DuPont-Lacke zurück, im Zuge der sogenannten Mass Customization nehmen die Variantenzahlen kontinuierlich zu. Bei der manuellen Planung stellte daher die optimale Belegung und Auslastung von Engpass- Ressourcen eine zunehmend große Herausforderung für die Planungs- verantwortlichen dar. Knackpunkt sind die beiden Dosierkreisel, die Herzstücke der Halle 258, wo die Serienlackrezepturen auf Wasserbasis gefertigt werden. Hier kam es häufig zu Engpässen durch kurzfristige Änderungen im Tagesgeschäft. Der manuell erstellte Tagesplan wurde umgeworfen, und ein neuer konnte an der klassischen Plantafeln nicht schnell genug erstellt werden. Hinzu kam, dass auch die Kombination der Kreisel mit den übrigen Fertigungsanlagen eine besondere Planung erforderte, denn der Produktionsprozess bei der Lackherstellung ist mehrstufig angelegt (s. Infokasten ). 1 Restriktionen bei der Planung automatisch berücksichtigt Vier verschiedene Softwarelösungen wurden von den Planungsverantwortlichen bei DuPont auf Herz und Nieren geprüft, sechs Monate dauerte das Auswahlverfahren. Die Entscheidung fiel schließlich für ORion-PI®, eine integrierte Optimierungslösung der Axxom Software AG. . „Ausschlaggebend für unsere Entscheidung waren drei wesentliche Gründe“, so Dr. Temme: „Hohe Funktionalität, schnelle Implementierung und automatische Berücksichtigung aller unserer Randbedingungen wie beispielsweise die Belegung unserer Dosierkreisel.“ Dass die Axxom-Lösung dies kann, liegt in dem völlig neuartigen technologischen Ansatz, der hinter ihr steckt: Adaptive Planungsintelligenz (API) basierend auf dem mathematischen Verfahren der Quantbasierten Kombinatorischen Optimierung. Im Gegensatz zu den klassischen SCM- und PPS-Lösungen, die in der Regel auf Linearer Programmierung (LP) basieren, kann API Restriktionen und Randbedingungen automatisch bei der Erstellung von Produktionsplänen berücksichtigen. Und: API funktioniert wie ein Schachprogramm: Je mehr Restriktionen zu berücksichtigen sind, desto leichter kann die Software eine optimale Lösung des Planungsproblems ermitteln. Denn im Suchverlauf grenzen sie den Weg zum Optimum ein – und weisen damit schnell in die richtige Richtung. Schnelle Implementierung, schnelle Ergebnisse Der Startschuss für das Projekt fiel im Oktober 2000, die Implementierung inklusive Datenmapping, Schnitt- stellenkonfiguration und Validierung/Zertifizierung, war nach sechs Monaten komplett abgeschlossen. Die bisher erzielten Resultate bezeichnet Temme als sehr viel versprechend. Drei Stunden Zeit soll der Einsatz der Optimierungssoftware bei voll ausgelas- tetem Betrieb täglich den DuPont-Fertigungsplanern ersparen. Eingesetzt wird die Software neben der Abbildung und Planung der Dosierkreisel auch für Auftrags- und Belegungsplanung, Reihenfolge- und Rezepturwegoptimierung sowie Vordispergierung, Dispergierung, Mischung und Abfüllung. Die Ergebnisse der API-Einführung im Überblick: Automatische Planung der kritischen Ressourcen Dosierkreisel und Abfüllstationen Erhöhung der Produktivität Erhöhung der Flexibilität in der Planung Zeitersparnis bei der täglichen Planung Kostenersparnis im Planungsbereich und im Produktionsbereich bei Vollauslastung Erhöhte Datensicherheit „Insgesamt sind wir mit dem Projekt schon heute sehr zufrieden,“ resümiert Temme, „Deshalb denken wir derzeit auch über andere Einsatzmöglichkeiten für ORion-PI® in unserem Hause nach“. Einspar- und Optimierungspotenziale gibt es viele – DuPont Herberts AutomotiveSystems hat allein mehrere Tausend Produkte im Unternehmensportfolio. 2 Infokasten: Mehrstufiger Produktionsprozess bei der Lackfertigung: Stufe 1 und 2: Vordispergierung und Dispergierung – feste und flüssige Grundstoffe sowie Lösungsmittel, hier hauptsächlich Wasser, werden für die spätere Komplettierung vorbereitet. Stufe 3: Jeder der beiden Dosierkreisel verfügt über 100 Ventile, die - automatisch gesteuert - vordefinierte Mengen der für die Lackherstellung benötigten Grundstoffe in den darunter geparkten Behälter abgeben. Über eine vorgeschriebene Zeitspanne hinweg werden die Komponenten zum Endprodukt vermischt. Ist die für einen bestimmten Lack nötige Menge komplett, wird der Behälter an eine andere Stelle in der Halle gefahren. Damit die Dosierung korrekt erfolgen kann, muss jederzeit die Versorgung der über 100 Dosierventile mit den richtigen Rohstoffen – Just in Time – sichergestellt sein. Ist der Mischvorgang beendet, wird die Lackqualität überprüft. Stufe 4: Stimmt die Qualität nicht mit den Spezifikationen überein, wird der Mischbehälter noch einmal unter den Dosierkreisel gefahren und es wird nachdosiert. Anschließend wird das Ergebnis abermals geprüft. Stufe 5: Hat der Lack die definierte Qualität, wird der Mischbehälter an eine Abfüllstation gefahren, angedockt und dann entleert. Auch die Abfüllstationen sind – wie die Dosierkreisel - kritische Ressourcen, wo es schnell zu Engpässen kommen kann, denn in der Halle gibt es nur vier davon – und zwei laufen stets im Parallelbetrieb. 3