Ausgangssituation:

Zur besseren Reaktion auf Marktveränderungen und Nachfrageverlagerungen und zur Nutzung globaler Standortvorteile agieren Unternehmen vermehrt in internationalen Produktionsnetzwerken. Zugleich verursacht die Globalisierung aber auch verschärfte Konkurrenz und teils große Schwankungen in der Produktnachfrage. Vor diesem Hintergrund stellt die flexible und leistungsfähige Produktion kundenindividueller Produkte eine entscheidende Voraussetzung zur Sicherstellung der Konkurrenzfähigkeit dar. Die immer kurzfristiger zu erfüllenden Kundenaufträge bei steigender Variantenzahl stellen aber angesichts global verteilter Produktionsstätten und multidimensional verzweigter Wertschöpfungsnetzwerke hohe Anforderungen an die Produktionsplanung.

Nach derzeitigem Vorgehen planen Fahrzeughersteller einen Auftragspool bestehend aus realen, kurzfristigen Kundenaufträgen und Planaufträgen, die ein notwendiges Hilfskonstrukt darstellen, um intern und extern zu planende Kapazitäten über den gesamten Planungszeithorizont ermitteln zu können. Sowohl das hierbei notwendige „Matching“, also die Abbildung kundenindividueller Aufträge auf Planaufträge, als auch die Einplanung der Planaufträge finden aber aufgrund mangelnder IT-Unterstützung meist ohne Beachtung terminlicher und kapazitiver Restriktionen des Produktionsnetzwerks statt. Zudem können nicht alle Rahmenparameter beachtet werden, die für eine optimale Planung eigentlich notwendig wären, wie z. B. Verkaufswahrscheinlichkeiten, Scheduling-Constraints, Baubarkeit der Planaufträge, Zusteuerung, standortspezifische Produktions- und Logistikkosten, Werks- und Lieferantenrestriktionen etc. Das derzeitige Planungsvorgehen kommt damit nicht annähernd an das mögliche Effizienz-Optimum heran und verursacht zudem hohe Turbulenzen im Produktionsnetzwerk mit kostenintensiven Auswirkungen auf die gesamte Lieferkette.

Zielsetzung:

Ziel des Projekts FlexAEM ist es, die mathematisch-logischen Grundlagen für eine multikriterielle Optimierung der Produktionsprogrammplanung variantenreicher Serienprodukte in global verteilten Produktionsstätten zu erforschen. Darauf aufbauend soll eine prototypische Softwarelösung erarbeitet werden, mit der die dynamische Auftragseinplanung und –m-manipulation automatisiert und in direkter Abstimmung auf vorhandene ERP-Systeme bedarfsorientiert abgewickelt und optimiert werden kann. Die angestrebte Lösung soll erstmals eine optimierte, zuverlässige Planung trotz hoher Auftragsvolatilität und komplexen Randbedingungen ermöglichen. Dabei soll sowohl die Zuordnung von Produktionsaufträgen auf Standorte als auch die zeitliche Einplanung abgedeckt werden.

Vorgehensweise:

Zur Erreichung der Zielsetzung werden zunächst durch eine Untersuchung der relevanten Anwendungsprozesse die differenzierten Spezifikationen des Anforderungsprofils ausgearbeitet und die grundsätzliche Systemarchitektur entwickelt. Darauf aufbauend wird eine auf Anwendungsfälle adaptierbare, multivariante Zielfunktion abgeleitet, die alle relevanten Anwendungsgrößen einbezieht. Zeitgleich wird eine geeignete Datenstruktur zur Abbildung der Produktstruktur sowie zur Nutzung für die Planauftragsgenerierung und zum Matching von Planaufträgen und realen Kundenaufträgen entwickelt. Die realisierten (Zwischen-)Ergebnisse werden fortlaufend in eine Testimplementierung integriert. So wird die zeitnahe Bewertung von Einzelfunktionen im Zusammenspiel mit den übrigen (Funktions-)Komponenten ermöglicht und eine iterative Optimierung unterstützt. Das Gesamtmodell wird abschließend in konkreten Anwendungsszenarien implementiert, validiert und hinsichtlich seiner Anwenderfreundlichkeit evaluiert.