Wie mathematische
Optimierung Produktions­ausfälle verhindern hilft

Effizienter reagieren bei ungeplanten Ausfallzeiten

Wie durch mathematische Optimierung Maschinenausfälle­
in der Produktion abgefedert werden können

Es rumpelt, brummt, knallt – plötzlich steht die Maschine still und diese trügerische Stille lässt Schlimmes erahnen… Die Maschine ist defekt und fällt zumindest vorerst aus. Erst vor kurzem erlebte ich dieses Szenario in unserem Keller: Unsere Waschmaschine erschien zwar noch funktionsfähig – sie ließ sich anschalten, ich konnte auch das Programm auswählen und starten – allerdings drehte sich dann die Trommel einfach nicht mehr. Egal welchen Tipp aus dem Internet wir versucht haben, es änderte sich nichts daran, dass sie nicht mehr tat, was sie sollte. In Anbetracht ihres Alters von mehr als 15 Jahren war schnell klar, dass sich eine Reparatur nicht lohnen würde und eine neue Maschine her muss. Die aktuellen Lieferzeiten bei vielen Modellen trieben uns schnell den kalten Schweiß auf die Stirn – kleine Kinder und vier Monate keine Waschmaschine? Unmöglich… Ein Plan B musste her!

Wenn eine Maschine stillsteht

Während der Ausfall unserer Waschmaschine zwar einen Moment der Panik hervorrief, waren die tatsächlichen Konsequenzen für mich und meine Familie doch sehr überschaubar. Wenn eine Maschine in einem produzierenden Unternehmen ausfällt, bedeutet das schnell enorme finanzielle Verluste.

Denn während die defekte Maschine still steht, dreht sich die Welt um sie herum weiter. Waren werden angeliefert, Produkte müssen ausgeliefert werden. Je länger die Maschine und damit möglicherweise ganze Produktionslinien stillstehen, umso größer sind die Konsequenzen: Das Lager läuft über, Liefertermine können nicht gehalten werden. Während versucht wird, die Maschine so schnell wie möglich wieder ans Laufen zu bekommen muss die Produktion so gut es geht weitergeführt werden. Und das so schnell wie möglich!

…ist der Produktionsplaner gefordert.

Und genau das stellt den verantwortlichen Produktionsplaner vor große Aufgaben: Welche Aufträge können trotz der fehlenden Maschine noch ausgeführt werden? Welche Liefertermine müssen geschoben werden, welche könnten vorgezogen werden? Es muss also ein völlig neuer Produktionsplan entwickelt werden, der ohne die defekte Maschine auskommt und trotzdem alle Restriktionen und Zeitvorgaben möglichst exakt erfüllt.

Dieses Problem manuell oder mit Tabellenkalkulation zu lösen ist sehr aufwendig. Es erfordert sehr detailliertes Wissen über die Produktion, die Aufträge und die Zusammenhänge. Hier in möglichst kurzer Zeit eine gute Lösung zu finden ist bei den komplexen Zusammenhängen schlicht nicht möglich.

Interessieren Sie sich für unser Factsheet?

Moderne Produktionsplanung.

Wie kann es weitergehen?

Für mathematische Optimierung ist dieses Problem tatsächlich einfach zu lösen. Die Erstellung von Produktionsplänen mit Hilfe von mathematischer Optimierung basiert auf einem Modell, das die Produktion mit allen Maschinen, Aufträgen und Restriktionen abbildet. Wenn dieses Modell bereits besteht, kann es ganz einfach angepasst werden. Im konkreten Fall heißt das, dass die defekte Maschine aus dem Modell herausgenommen wird und für die Planung nicht mehr zur Verfügung steht. Alle weiteren Informationen wie Aufträge, Rüstzeiten und ähnliches bleiben gleich.

Für die Optimierung ist es nun ein leichtes, auf Grundlage dieses leicht veränderten Modells einen neuen Produktionsplan zu berechnen.

Mit OPTANO production im Handumdrehen umgeplant

Durch die heutigen perfekten Produktionsabläufe kostet jede Sekunde, die die Produktion (wenn auch nur partiell) stillsteht Geld. Es ist also besonders wichtig, dass der neue Plan sehr schnell vorliegt und die Produktion weiterlaufen kann.

In OPTANO production haben wir dafür gesorgt, dass die Handhabung dieses Falls besonders einfach und schnell durchzuführen ist. Es gibt eine eigene Ansicht für Ausfallzeiten, in der geplante Ausfallzeiten wie beispielsweise geplante Wartungen, aber auch unvorhergesehene Ausfälle pro Maschine eingetragen werden können.

Für die gerade ausgefallene Maschine kann man nun einfach einen Zeitraum eintragen, in der man voraussichtlich ohne sie auskommen muss. Die Optimierung kann diese Maschine nun für den eingetragenen Zeitraum nicht belegen. Lässt man die Optimierung erneut rechnen, erhält man einen neuen Produktionsplan, der um die ausgefallene Maschine herum geplant ist. Mit diesem Plan werden alle vorhandenen Aufträge bestmöglich auf die zur Verfügung stehenden Maschinen verteilt. Und da er sehr schnell erstellt werden kann, geht kaum Produktionszeit verloren.

Mit OPTANO production einen Schritt voraus.

OPTANO production kann natürlich noch viel mehr, als nur schnell auf ausgefallene Maschinen reagieren. Ob taktische oder operative Planung – mit OPTANO production lassen sich einfach und schnell optimale Pläne ganz nach Ihren Bedürfnissen erzeugen. So können Sie Ihre Liefertreue sicherstellen, die Maschinenauslastung maximieren und durch optimierte Rüstzeiten für kürzere Durchlaufzeiten sorgen. So wird und bleibt Ihre Produktionsplanung immer optimal und gleichzeitig so transparent und flexibel, dass Sie aus jeder Situation noch das Beste herausholen können.

Wenn sie gerne noch mehr darüber erfahren möchten, welche Bereicherung mathematische Optimierung für die Produktionsplanung darstellt und was noch alles möglich gemacht werden kann, laden Sie einfach unser Factsheet „Moderne Produktionsplanung mit Predictive und Prescriptive Analytics“ herunter. Sie können natürlich auch gern direkt Kontakt mit uns aufnehmen. Dr. Sven Flake steht Ihnen gerne für alle Fragen zum Thema optimale Produktionsplanung zur Verfügung.

Und was macht Plan B?

Glücklicherweise war das Problem mit meiner kaputten Waschmaschine genau so einfach zu lösen: Auch wenn wir kurz darüber nachdachten, ob wir die monatelange Lieferzeit mit Waschen im Salon, bei Familie und Freunden überbrücken könnten, war schnell klar, dass das gerade im Herbst nicht in Frage kommt. Dass die neue Waschmaschine sofort lieferbar sein musste, war also gesetzt und aus den dann noch verfügbaren Modellen haben wir einfach nach etwas hin und her und Abwägen der Produktdaten eine ausgewählt. Zwei Tage später war sie da und läuft hoffentlich ebenso lange und zuverlässig wie ihre Vorgängerin. Denn auch wenn die Lösung einfach sein kann – eine defekte Maschine sorgt erst einmal für stressige Momente.

Kennen Sie schon unser Factsheet zum Thema?

Wir haben Anwendungsfälle von Predictive und Prescriptive Analytics in der modernen Produktionsplanung in einem Factsheet zusammengestellt. Dieses können Sie hier herunterladen.

Um dieses Factsheet zu erhalten, müssen Sie nur Ihre Kontaktdaten in das untenstehende Formular eintragen. Es öffnet sich dann ein Pop-up-Fenster zum Downloaden des Whitepapers. Bitte beachten Sie, dass Sie mit der Angabe Ihrer E-Mail-Adresse zustimmen, dass wir Sie zu diesem Thema kontaktieren dürfen. Sie können diese Zustimmung jederzeit widerrufen, indem Sie sich an datenschutz@optano.com wenden.

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Sabrina Geismann
Sabrina Geismann

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Dr. Sven Flake
Analytics Senior Consultant