Fertigung neu gedacht mit Produktionssteuerung 4.0

Autor: Lorem Ipsum

Veröffentlichung: 26 März 2025

Dieser Blogartikel liefert Einblicke, wie der Einsatz von Produktionssteuerung 4.0 im Unternehmen Produktivität, Agilität und Kundenzufriedenheit deutlich erhöht.

Produzierende Unternehmen stehen einem volatilen Marktumfeld gegenüber und die Fähigkeit, agil zu produzieren und sich den Wünschen der Kunden anzupassen, ist ein entscheidender Wettbewerbsfaktor.

Dieser Blogartikel liefert Einblicke, wie der Einsatz von Produktionssteuerung 4.0 im Unternehmen Produktivität, Agilität und Kundenzufriedenheit deutlich erhöht.

„Bei Änderungen schnell reagieren zu können, ist von größter Bedeutung, das bestätigt sich auch in der aktuellen Situation wieder. Traditionelle Produktionsmethoden tun sich dabei schwer mit einer reibungslosen Anpassung an die Herausforderungen von volatilen Kundenbestellungen und Belieferungen durch die Supplier, aber auch in der Agilität bei der eigenen Produktionsplanung, was zu Unterbrechungen im Produktionsprozess und letztendlich zu unzufriedenen Kunden führt.“

Dr. Gerhard Nowak, Geschäftsführer ifp consulting

Die Lösung: Produktionssteuerung 4.0

Die Produktionssteuerung 4.0 versteht sich als Komplettlösung, um den Herausforderungen im Produktionsumfeld wirkungsvoll begegnen zu können. Durch die Kombination von Echtzeit-Analysen und datenbasierter Entscheidungsfindung versetzt sie Unternehmen in die Lage, schneller auf Veränderungen reagieren zu können. Prozesse werden optimiert und Stillstände vermieden. Sehen wir uns dazu einige entscheidende Merkmale der Produktionssteuerung 4.0 an:

1. Datenvernetzung in Echtzeit

Eine Verbesserung von Reaktionszeiten ist vor allem möglich durch eine Echtzeitdatenanbindung von Lieferanten- und Produktionsdaten sowie die Verarbeitung der Daten in KPI-Dashboards. Über Sensoren werden Daten von Maschinen, Werkteilen und dem Lager erfasst. Bei Maschinen können zum Beispiel die Temperatur, Vibrationen, Geräusche, der Energieverbrauch und die Drehzahl erfasst werden als Frühindikatoren für die Performance von Einzelmaschinen oder gesamten Fertigungslinien. Durch die Ermittlung von Veränderungen dieser Produktionsparameter (Über- oder Unterschreiten eines definierten Korridors) können Stillstände oder Qualitätsprobleme schnell erfasst und dadurch gezielte Maßnahmen zur Lösung der Probleme entwickelt werden. Die unmittelbar verfügbaren Daten sind die Grundlage für eine effiziente Ursachenanalyse und die darauf basierende Fehlerbehebung. Im Idealfall können im Betrieb durch die Analyse der Fertigungsparameter bereits präventiv Einstellwerte gezielt verändert und der Prozess vor Überschreiten der Toleranzgrenze angepasst werden.
2. Optimierung der Intralogistik

Nicht nur die Produktionsprozesse müssen proaktiv gesteuert und überwacht werden. Auch die Intralogistik muss bezüglich Losgrößen, Behältergrößen und Anlieferfrequenzen mit der vorgehaltenen Flexibilität passend aufgesetzt werden. Veränderungen im Produktionsprogramm müssen online an die Intralogistik kommuniziert werden, um Über- oder Unterlieferungen ans Band rechtzeitig zu vermeiden. Dadurch werden Mehrfachtransporte und damit verbundene unnötige Handlings-Aufwände vermieden. Die dynamische Anpassung der Versorgungsparameter reduziert somit die Bestände am Band und letztendlich in der Gesamtlogistik, was am Ende zu einer Optimierung der Bestandskosten führt.
3. Digitale Kooperation

Um Planungs- und Kontrollprozesse aufeinander abzustimmen, ist die Fähigkeit zur digitalen Zusammenarbeit unabdingbar. Das schließt die Auswahl des geeigneten Manufacturing Execution Systems (MES) zur Überwachung des Produktionsprozesses und zum Produktionscontrolling ein. Dabei geht die digitale Kooperation über das klassische MES hinaus. Die Anwendung von KI (Künstliche Intelligenz) in der Produktionsplanung kann helfen, die Unzulänglichkeiten der Planungsdaten zu kompensieren und auf Basis der Kombination von Vergangenheitsdaten und Marktabschätzungen die Vertriebs- und folglich die Produktionsplanung auf eine verlässliche Basis stellen. Diese vorausschauende Planung ist die Basis für die Beruhigung in der gesamten Supply Chain durch die Vermeidung von kurzfristigen Planungsausschlägen (Mehr- oder Mindermengen, Terminverschiebungen). Eine weitere Ergänzung stellt die Anwendung der dynamischen Simulation dar, um mögliche Planungsszenarien gegeneinander zu vergleichen und die zum Zeitpunkt der Entscheidung optimale Konfiguration der Planungsparameter auszuwählen.

Klassische Produktionssteuerung vs. Produktionssteuerung 4.0

Die klassische Produktionssteuerung ist neben der Produktionsplanung ein Teil des Produktionsplanungssystems (PPS). Dabei gibt die Produktionsplanung die Vorgänge mittel- bis kurzfristig vor. Die Produktionssteuerung gibt die Aufträge anhand dieser Planung frei und überwacht bzw. sichert die Durchführung. Sie regelt demnach den tatsächlichen Ablauf der Tätigkeiten während der Auftragsabwicklung und terminiert die kurzfristige Maschinenbelegung sowie die Materialversorgung. Hier wird das Ziel verfolgt, die Vorgaben der übergeordneten Planung so genau wie möglich umzusetzen und die vorgegebenen Zielgrößen (z.B. Durchlaufzeiten, optimale Auslastung der Ressourcen, …) zu erreichen.

Das Fundament einer erfolgreichen Produktionssteuerung 4.0 bildet ein ganzheitlicher, aufeinander abgestimmter und digitaler Informationsfluss durch IT Systeme in der Produktion und Supply Chain. Neben dem klassischen ERP-System werden zur Überwachung der Produktion ein Manufacturing Execution Systems (MES) eingesetzt, welches die Maschinen- und Auftragsdatenerfassung sowie das Qualitätsmanagement und die Personalzeiterfassung vereinen. Bei Abweichungen von Mengen, Terminen oder Qualität wird durch die Fertigungssteuerung schnell und flexibel korrigierend eingegriffen. Zur Steuerung der Materialien werden Warehouse Management Systeme (WMS) eingesetzt, um auf Basis von Echtzeitdaten Lager- und Materialbereitstellungsprozesse zu optimieren. Der Einsatz von weiterführenden KI-Anwendungen bis hin zur dynamischen Simulation bilden weitere Bausteine der Produktionssteuerung 4.0, um frühzeitig und zielgerichtet auf Markt- sowie Supply Chain Veränderungen reagieren zu können bzw. diese Effekte im Idealfall schon vorher zu erkennen und damit proaktiv gegenzusteuern. Eine gesteigerte Produktivität, eine optimierte Termintreue sowie Verbesserungen der Prozess- und somit der Produktqualität sind die logische Konsequenz und helfen, die Wettbewerbsfähigkeit eines Unternehmens nachhaltig zu steigern.

Erfolgsfaktoren bei der Einführung von Produktionssteuerung 4.0:

Der Erfolg Ihrer Strategie zur Produktionssteuerung hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie dem Produktionssystem und speziellen Anforderungen an Ihre Produktion. Wir erarbeiten mit Ihnen einen individuellen Optimierungsansatz in Abstimmung mit Ihrer Unternehmensstrategie.

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