Die Auswirkungen einer erhöhten öffentlichen Nachfrage nach Konsumgütern, die durch Rückrufe, Rohstoffengpässe oder unterbrochene Lieferketten verursacht werden, sind dem verarbeitenden Sektor nicht fremd. Ein Beispiel ist der jüngste Rückruf von Babynahrung durch Abbott Nutrition, der dazu geführt hat, dass Eltern im ganzen Land nach brauchbaren Alternativen suchen. Um dieses Defizit zu beseitigen, wurden andere Lebensmittel- und Getränkehersteller aufgefordert, die Produktion zu erhöhen, aber Beschwerden über überlastete Zeitpläne und andere Planungsprobleme zeigen die Schwierigkeiten bei einer sofortigen Erhöhung der Produktionsraten.

Mit steigender Nachfrage und knappen Produktionsfristen steigt die Notwendigkeit, Produktionslinien, Lieferketten und den gesamten Herstellungsprozess zu optimieren. Die Optimierung von Fertigungsplänen bietet hervorragende kurzfristige Lösungen zur Steigerung des Durchsatzes und zur Deckung der schwankenden Nachfrage. Simulationen und digitale Zwillingsmodelle bieten Herstellern ein leistungsstarkes Werkzeug zur Analyse komplexer betrieblicher Herausforderungen und zur Erstellung von Plänen, um diese zu entschärfen.

Tools zur Optimierung der Terminplanung

Die fortschreitende digitale Transformation in den durchschnittlichen Fabriken, die die Datenerfassung vereinfacht, gibt den Herstellern die Möglichkeit, die Herausforderungen bei der Zeitplanung zu verstehen. Obwohl es verschiedene digitale Transformationslösungen für die Analyse betrieblicher Herausforderungen gibt, haben sich die Simulation und die Modellierung des digitalen Zwillings als die leistungsfähigsten Lösungen für die Optimierung von Planungsplänen erwiesen.

Die Stärke der Simulationsmodellierung liegt in ihrer einzigartigen Fähigkeit, einzelne Anlagen in der Fertigung, Personal, Rohstoffe und die entsprechenden Interaktionen über die gesamte Produktionslinie hinweg zu erfassen. Die Erfassung dieser Parameter bietet Industrieunternehmen eine virtualisierte Möglichkeit zur Bewertung von Optimierungsplänen zur Bewältigung vorhersehbarer und unvorhersehbarer Produktionsherausforderungen. In Szenarien, in denen unvorhergesehene Ereignisse bewertet werden, kommt das Konzept der risikobasierten Planung zum Tragen. Hier werden Pläne entwickelt, um mit Risiken umzugehen und einen qualitativ hochwertigen Durchsatz bei den erforderlichen Mengen zu gewährleisten.

Der digitale Zwilling ist ein weiteres leistungsstarkes Optimierungstool, das Änderungen in Echtzeit für eine agile Planung berücksichtigt. Laut Definition sind digitale Zwillinge genaue virtuelle Darstellungen von realen Anlagen, bei denen der Austausch von Daten in Echtzeit möglich ist. Modernste digitale Zwillingslösungen entwickeln virtuelle Darstellungen aus verschiedenen Unternehmensdatenquellen wie Manufacturing Enterprise Systems (MES), Enterprise Resource Planning Systems (ERP), IoT-Geräten und in Excel-Tabellen erfassten Daten.

Lösung von Terminplanungsproblemen mit Simulation und digitaler Zwillingsmodellierung

Laut einer Umfrage der National Association of Manufacturers sehen sich etwa 36% der Hersteller mit Herausforderungen in der Lieferkette konfrontiert, die sich auf die Fähigkeit des Herstellers auswirken, die Produktionsfristen einzuhalten. Weitere Herausforderungen sind die Vorhersage der Nachfrage, die Verbesserung der Effizienz und der Umgang mit Ausfallzeiten. Wie das Beispiel des Mangels an Babynahrung zeigt, ist die Vorhersage der Nachfrage ein schwieriger Prozess, da sie von der Vorhersage realer Situationen abhängt. Trotz der Herausforderungen, die mit Nachfrageprognosen verbunden sind, hilft ein optimierter Zeitplan, die mit der schwankenden Nachfrage verbundenen Probleme zu mildern.

Ein Forward Scheduling-Ansatz bietet Industrieunternehmen genaue Auswertungen, um mit einer schwankenden Nachfrage umzugehen. Der Forward Scheduling-Prozess umfasst die Bewertung der aktuellen Bedingungen einer Anlage, wie z.B. Ressourcenverfügbarkeit, Lagerbestände, laufende Arbeiten usw., um einen optimierten Zeitplan zu entwickeln, der aufzeigt, was zur Deckung der Nachfrage erforderlich ist. Der optimierte Zeitplan verschafft dem Hersteller einen Einblick in die Ressourcen und den Zeitrahmen, die zur Deckung der Echtzeitnachfrage erforderlich sind.

Ein digitaler Prozesszwilling bietet eine neue Stufe der Planungssicherheit, die derzeit in ressourcenbasierten Modellierungswerkzeugen nicht verfügbar ist. Mit einem digitalen Prozesszwilling können Ressourcen innerhalb des Fertigungssystems den Status „beschäftigt“, „untätig“ oder „schichtfrei“ haben, was die Dynamik des realen Betriebs nachahmt. Einzelne Objekte innerhalb des digitalen Zwillings sind außerdem mit genauen Verhaltensmustern und den damit verbundenen Einschränkungen ausgestattet, genau wie in einer realen Fabrikhalle. Der digitale Zwilling nutzt auch 3D-Animationen, um die Visualisierung der Ergebnisse zu unterstützen, wenn es darum geht, den Entscheidungsträgern Einblicke zu geben.

Der hohe Detaillierungsgrad und die Agilität, die ein digitaler Prozesszwilling bietet, gibt Unternehmen die Möglichkeit, umsetzbare Zeitpläne zu entwickeln. Mit umsetzbaren Plänen sind hier Pläne gemeint, die sofort in der Fabrikhalle umgesetzt werden können. Mit umsetzbaren Plänen erhält der Hersteller also einen umsetzbaren Plan, der sich von Machbarkeitsstudien unterscheidet, die möglicherweise nur bewertete Erkenntnisse liefern.

Schlussfolgerung

Der Einsatz von Simulation und digitaler Zwillingsmodellierung liefert dem durchschnittlichen Industrieunternehmen Machbarkeitsstudien und umsetzbare Zeitpläne, um die Herausforderungen einer schwankenden Nachfrage und anderer Produktionsengpässe zu meistern. Die erfolgreiche Implementierung von umsetzbaren Zeitplänen stellt sicher, dass die Produktionssysteme optimal funktionieren und flexibel genug sind, um mit Änderungen in Echtzeit umzugehen.