Produktionsplanung: Software mit künstlicher Intelligenz sorgt für erhebliche Verbesserungen

Eine gute Planung ist die beste Voraussetzung für effiziente Produktionsprozesse. Doch ist die Feinplanung der Fertigung seit jeher hochkomplex. Soll ein Planer beispielsweise 500 Produktionsschritte einplanen, so hat er dafür 10 hoch 1.000 Möglichkeiten der Aneinanderreihung. Erschwerend kommen Einflussfaktoren wie Maschinenausfälle, neue Auftragsprioritäten, Mitarbeiterausfälle, fehlende Materialressourcen, veränderte Durchlaufzeiten und Wartungsarbeiten hinzu. Auch diese Aspekte müssen für eine optimale Auslastung berücksichtigt werden.

Zwar bietet Software wie ein Manufacturing Execution System (MES) Möglichkeiten zur automatischen Planung und Umplanung von Produktionsaufträgen. Lösungen dieser Art basieren in der Regel jedoch auf Heuristiken. Diese haben das vorrangige Ziel, mit begrenztem Wissen schnell praktikable Ergebnisse zu generieren. Die Produktionsplanung erfolgt dabei schrittweise nach festen Vorgaben. Auswirkungen von Planungsaktionen auf zukünftige Prozessschritte finden nur bedingt Berücksichtigung. Zudem werden bereits getroffene Planungsentscheidungen in der Regel selten hinterfragt. Im Ergebnis entstehen oftmals Produktionsplanungen, die hohe Rüstaufwände und lange Durchlaufzeiten verursachen. Dies wiederum führt zu Unsicherheiten bei der Terminvorhersage.

Bis zu einem bestimmten Punkt können erfahrene Planer in solchen Szenarien ein Feintuning vornehmen. Dies verursacht jedoch einen hohen Zeitaufwand. Zudem ist es schlicht unmöglich, jede Abhängigkeit und jeden Parameter in Gänze zu berücksichtigen. Exakt an dieser Stelle kommt künstliche Intelligenz (KI) ins Spiel. Sie kann menschliche Produktionsplaner zwar nicht ersetzen, aber maßgeblich unterstützen. Hierdurch werden Entscheidungsprozesse vereinfacht und verbessert.

Welche Vorteile KI-basierte Produktionsplanungs-Software bietet, wird beispielsweise durch einen Blick auf die Lösung Kayros sichtbar. Es handelt sich dabei um eine innovative Lösung des Münchner Anbieters Vernaio.

Kayros wird einfach mit dem vorhandenen ERP-System und MES verbunden. Sodann nutzt es die Daten aus diesen Quellen, um eine KI-gestützte, kognitive Produktionsplanung durchzuführen. In der Praxis reduziert sich der Zeitaufwand in den Planungsprozessen durch den Einsatz der Lösung um bis zu 50 Prozent. Gleichzeitig sinken die Durchlaufzeiten und die Termintreue steigt.

Darüber hinaus bringt die moderne Produktionsplanungs-Software einige weitere Vorteile mit sich. Zunächst kann sie weitaus mehr Abhängigkeiten und Einflussfaktoren berücksichtigen als herkömmliche Planungstools. Dies steigert die Planungs- und Prognosegenauigkeit enorm. Weiterhin sind die Algorithmen darauf ausgelegt, Engpässe zu vermeiden und Produktionsressourcen optimal auszunutzen. Dadurch können Betriebe mit einer deutlich höheren Kapazität produzieren. Gleichzeitig werden durch die optimierte Planung weniger Ressourcen verbraucht und der Ausschuss sinkt. Somit lassen sich Kosten und negative Umweltauswirkungen minimieren.

Im Praxiseinsatz liefert die Produktionsplanungs-Software Kayros erstaunliche Ergebnisse. Selbst in komplexen Szenarien generiert die Lösung binnen kurzer Zeit präzise Pläne. So etwa bei einem spezialisierten Hersteller von Vakuumtechnik, der permanent 1.200 Aufträge verwaltet und einen Planungshorizont von sechs Monaten hat. Kayros berechnete den kompletten Produktionsplan, bestehend aus 28.000 Einzelschritten auf 700 Maschinen, auf einem Standard-PC in weniger als 60 Minuten. Zudem ist das Unternehmen heute in der Lage, Kapazitätsengpässe frühzeitig zu erkennen und zu vermeiden. Im Vergleich zur manuellen Planung reduzierte sich der Zeitaufwand um rund die Hälfte. Darüber hinaus steigerte der Hersteller seine Produktionsleistung um mindestens zehn Prozent.

Weitere KI-Anwendungen für die Industrie im Portfolio

Hinter Kayros steckt das Team des Anbieters Vernaio. Dieses hat es sich zur Aufgabe gemacht, die industrielle Produktion durch KI erfolgreicher und nachhaltiger zu gestalten. Dabei nutzt der IT-Dienstleister das Potenzial vorhandener Daten nicht nur für die Optimierung der Produktionsplanung. Auch die Reduzierung von Produktionsunterbrechungen zählt zu den Kernkompetenzen. Realisiert wird dies mithilfe präziser, IoT-gestützter, KI-basierter Identifikation und Vorhersage aller Arten möglicher Störungen. Sämtliche Lösungen des Anbieters nutzen die selbst entwickelte KI-Engine aivis®, welche speziell für die Nutzung großer Mengen verschiedenartiger Daten in der Industrie geschaffen wurde. Geeignet sind die Systeme im Übrigen für Unternehmen aller Branchen – egal ob diskrete Fertigung, Chemie, Stahl, Papier, Energie oder ein anderer Wirtschaftszweig.