Optimierte Produktionsplanung
für die medizin-technikindustrie

Optimierte Produktionsplanung für die Medizintechnikindustrie

 Mit mathematischer Optimierung den richtigen Produktionsplan für wichtige medizinische Teile und Geräte erstellen

Es ist kein Geheimnis, dass die Weltbevölkerung wächst. Aber das ist noch nicht alles: Unsere Bevölkerung, insbesondere in den Industrieländern, altert auch. So wird beispielsweise bis 2050 allein in Deutschland ein Drittel der Bevölkerung über 60 Jahre alt sein. Gegenwärtig liegt die Lebenserwartung für Männer bei 78 Jahren und für Frauen bei 83 Jahren. Dies ist natürlich auf die verbesserten Gesundheitssysteme und die Fähigkeit, Infektionen und Krankheiten wirksamer zu heilen, zurückzuführen. Doch je älter wir werden, desto mehr steigt der Bedarf für Behandlungen und spezielle medizinische Geräte wie Kontaktlinsen, Hörgeräte, Herzschrittmacher, Katheter, Gelenkersatz usw.

Folglich ist die Medizintechnikindustrie (oft als Medtechindustrie bezeichnet) einer der am schnellsten wachsenden Sektoren, insbesondere in Europa, Nordamerika und Japan. In einer so wettbewerbsintensiven Branche mit der Nachfrage Schritt zu halten, ist jedoch keine leichte Aufgabe. Bei der Herstellung von Medizinprodukten gibt es viele Hürden zu überwinden. In diesem Blog befassen wir uns mit den Problemen der Produktionsplanung und -steuerung in der Medizintechnikbranche und möglichen Lösungen hierfür.

Die Medizintechnikindustrie: ein kurzer Einblick

Die Medizintechnikbranche umfasst Unternehmen, die medizintechnologische Geräte, Ausrüstungen und diagnostische Tests entwickeln, herstellen und vertreiben, um eine wirksame Gesundheitsversorgung zu gewährleisten. Die große Mehrheit der Unternehmen in der Branche sind KMUs mit weniger als 1000 Beschäftigten. Der Wettbewerb auf dem Markt ist groß, und die Preise sind infolgedessen im Allgemeinen niedrig. Die Nachfrage nach medizinischen Geräten ist jedoch aufgrund der alternden Bevölkerung und der damit verbundenen medizinischen Behandlung sowie in jüngster Zeit aufgrund der Pandemie gestiegen. Die Kosten für eine hochwertige Gesundheitsversorgung explodieren, und die Medizintechnikbranche steht unter dem Druck, ihre Produktkosten niedrig zu halten. Dies ist eine besondere Herausforderung, da die Produktionskosten immer höher werden.

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Moderne Produktionsplanung

Auch die Medizintechnikindustrie hat ihre Sorgen

Um die Nachfrage zu befriedigen und die Kosten auf ein Minimum zu reduzieren ist vor allem eine genaue und dennoch flexible Produktionsplanung notwendig. Die Produktionsplaner in der Industrie sind mit einer Vielzahl von Herausforderungen konfrontiert, von denen einige folgende sind:

Lieferkettenstörungen

Wie viele andere Branchen hat auch die Medizintechnikindustrie in den letzten Jahren teilweise oder vollständige Unterbrechungen der Lieferkette erfahren. Diese sind auf die Pandemie, den Krieg in der Ukraine und die weltweite Verknappung von Rohstoffen zurückzuführen. Es war jedoch in erster Linie die Pandemie, die die mangelnde Transparenz und die Schwachstellen in den Lieferketten der Medizintechnikunternehmen offenbart hat. Schlanke Fertigungsmethoden und die Tendenz, sich zu sehr auf nur einen oder zwei Lieferanten in einer Region (z. B. in Asien) zu verlassen, führten zu Lieferverzögerungen und steigenden Preisen. Dies ist besonders während einer Pandemie kritisch, wenn die hergestellten Produkte dringender als je zuvor benötigt werden

Kürzere Produktlebenszyklen

Wie bereits erwähnt, ist die Medizintechnikbranche hart umkämpft. Das Überleben eines Unternehmens hängt davon ab, das beste Produkt schnellstmöglich auf den Markt zu bringen, während es bereits am nächsten Produkt arbeitet. Innovation werden durch technologische Fortschritte vorangetrieben, was dazu führt, dass der Entwicklungsprozess vom Prototyp bis zum fertigen Produkt beschleunigt wird. Die Unternehmen stehen also unter dem Druck, dem Markt in möglichst kurzer Zeit die innovativsten Geräte zur Verfügung zu stellen. Gleichzeitig müssen sie sicherstellen, dass ihre Produkte den strengen Qualitätsvorschriften entsprechen. Damit sind wir bei der nächsten großen Herausforderung angelangt, nämlich…

Regulatorische Komplikationen

Die Medizintechnikbranche ist eine der innovativsten Branchen und gleichzeitig die am stärksten regulierte. Regierungen und Behörden haben strenge Richtlinien erlassen, um sicherzustellen, dass jedes einzelne Produkt den Qualitätsanforderungen entspricht. In der EU zum Beispiel verlangt die kürzlich in Kraft getretene Medizinprodukteverordnung (MDR) eine strenge Zertifizierung aller neuen Produkte sowie die Rezertifizierung bestehender Produkte.

Ein weiteres Kopfzerbrechen bereitet die Tatsache, dass es keine pauschalen Anforderungen gibt, sondern dass jedes Land seine eigenen Qualitätsvorschriften hat und man unter allen Umständen beachten muss, welche Richtlinie wo gilt. Die Nichteinhaltung von Qualitätsanforderungen kann zu kostspieligen Produktrückrufen führen, ganz zu schweigen von einem Verlust des Ansehens auf dem Markt.

Viele der Herstellungsprozesse in der Medizintechnikindustrie sind mit sehr komplexen Vorgängen verbunden, wie z. B. Zusammenstellen, Sterilisieren oder Dekontaminieren. Diese Vorgänge werden oft an unterschiedliche Einrichtungen ausgelagert. Leider kann es vorkommen, dass Mängel oder Abweichungen erst viel später im Herstellungsprozess entdeckt werden, was zu Nacharbeiten und Verzögerungen führt, die unbedingt vermieden werden sollten.

Unsichere Zulassungstermine

Jedes medizinische Produkt oder Gerät muss zugelassen werden, bevor es auf den Markt gebracht werden kann. Zulassungen können jedoch ein langwieriger Prozess sein, was die Planung von Produktion und Lagerbeständen erschwert, insbesondere wenn es darum geht, bestehende Produkte auslaufen zu lassen und Ersatzprodukte einzuführen.

Wenn ein Unternehmen die Produktion eines bestehenden Produkts zu früh einstellt, verliert es Gewinn. Stellt es die Produktion hingegen zu spät ein, entstehen Obsoleszenzkosten. Beginnt ein Unternehmen dagegen zu früh mit der Produktion des Ersatzprodukts, entstehen ihm Lagerhaltungskosten. Beginnt es zu spät, verliert es Einnahmen.

Es müssen also Übergangspläne aufgestellt werden, um sicherzustellen, dass bis zum spätesten Zulassungsdatum eine ausreichende Menge des bestehenden Produkts vorhanden ist, während das neue Produkt bis zum frühesten Zulassungsdatum marktreif sein muss – ein schwieriger Balanceakt.

Verschiedene Teile und Materialien benötigen oft unterschiedliche Herstellungsprozesse

Zur Herstellung der verschiedenen Teile, die für ein einzelnes medizinisches Produkt benötigt werden, kommen unterschiedliche Materialien zum Einsatz, z. B. Metalle, Kunststoffe, Glas, elektronische Chips und vieles mehr. Diese Materialien können nicht auf allen Maschinen verarbeitet werden, sodass es wichtig ist, dass für jeden Fertigungsprozess der richtige Arbeitsplatz und die richtige Maschine ausgewählt werden. Auch die Maschinen selbst sind unterschiedlich – einige arbeiten vollständig autonom, andere müssen manuell bedient werden. Es gibt unterschiedliche Lebenszyklen, Einrichtungs-, Umrüst- und Ladezeiten.

In einigen Fällen ist es sinnvoll, die Produktion auf der Grundlage der Rüst- und Ladezeiten zu planen, um die Arbeitsprozesse zu staffeln und die Ausfallzeiten zu minimieren. In anderen Fällen ist es besser, die Arbeitsabläufe auf der Grundlage des Auftragsvolumens und des Lagerbestands zu planen. Daher sollte ein Betrieb sicherstellen, dass seine Produktionsplanung und -steuerung all diese Aspekte in einem effizienten Zeitplan vereint, der alle Faktoren berücksichtigt, um Arbeitsabläufe zu optimieren, Ausfallzeiten und Kosten zu minimieren und letztlich die Produktivität zu verbessern.

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Mathematische Optimierung als fortschrittliche Technologie für optimale Produktionsplanung- und steuerung

Mit fortschrittlichen Produktionsplanungs- und Steuerungssystemen ist es einfacher, Probleme wie die oben genannten zu erkennen und rechtzeitig einzugreifen.

Die Anwendung von Analysemethoden wie der mathematischen Optimierung empfiehlt sich insbesondere bei komplexen Verfahren wie der Produktionsplanung und -steuerung in der medizintechnischen Industrie. Produktionspläne können auf der Grundlage eines mathematischen Modells erstellt werden, das den gesamten Produktionsprozess abbildet – unter Berücksichtigung aller Ziele, Ressourcen, Variablen und Randbedingungen. Spezielle Solver helfen dabei, optimale Lösungen für das Produktionsproblem zu finden…

OPTANO Production für mehr Genauigkeit und Flexibilität bei der Produktionsplanung

In OPTANO Production setzen wir mathematische Optimierung und Methoden der Advanced Analytics zur Erstellung und Verwaltung Ihrer Produktionsplanung und -steuerung ein. So können Sie genaue, flexible Pläne erstellen, die sich an eine veränderte Nachfrage und andere Variablen anpassen. Die wichtigsten Vorteile von OPTANO Production sind:

Bedarfsprognose

Durch die Anwendung und Auswertung der relevanten Supply-Chain-Daten mit Predictive Analytics können Sie Nachfragetrends erkennen und diese für die Bedarfsprognose nutzen. Auch Daten aus externen Quellen können integriert werden, um Zusammenhänge zu erkennen, z. B. wie sich die Verfügbarkeit von Rohstoffen auf Ihre Preise auswirken wird. Auf der Grundlage dieser Prognosen können Sie Ihren Bestand verwalten und eine Notfallplanung vornehmen, um Ausfälle oder Überbestände zu vermeiden.

Auftragsplanung

OPTANO Production findet die beste Auftragsreihenfolge, so dass die verschiedenen Fertigungsprozesse richtig koordiniert werden, um gleichzeitig die Einrichtungs-, Umrüst- und Durchlaufzeiten zu minimieren und sicherzustellen, dass die Maschinen mit voller Kapazität laufen. Liefertermine sowie früheste und späteste Zulassungstermine werden ebenfalls berücksichtigt, um sicherzustellen, dass die Liefertreue eingehalten wird und das Einführungs- und Auslaufphasen von Produkten sicher geplant werden kann.

Agil reagieren

OPTANO Production ermöglicht es Ihnen, flexibel auf unerwartete Störungen wie plötzliche Ausfälle, Lieferausfälle, verlängerte Genehmigungsprozesse etc. zu reagieren. Sollten kurzfristige Änderungen erforderlich sein, können diese mit wenigen Klicks vorgenommen werden, ohne dass die Planungsqualität darunter leidet. Sie können im Handumdrehen neue Produktionspläne erstellen. Innerhalb kürzester Zeit wird auf Basis der neuen Parameter ein Alternativplan berechnet, mit dem Sie trotzdem das Optimum erreichen – egal, wie oft Sie umplanen müssen.

Optimale Entscheidungsfindung

OPTANO Production wendet mathematische Optimierung als leistungsstarke Methode der Prescriptive Analytics an, sodass Sie konkrete Empfehlungen erhalten, wie Sie ihre zuvor definierten Ziele in der Produktionsplanung umsetzen können. Durch die Auswertung verschiedener Situationen in Was-wäre-wenn-Szenarien können Sie fundierte Entscheidungen darüber treffen, wie Sie ihre Produktionsprozesse am besten optimieren und koordinieren, den besten Übergangsplan für das Auslaufen von Produkten und die erfolgreiche Einführung von Ersatzprodukten erstellen, Ihre Lieferketten verwalten und vieles mehr. Auf diese Weise können Sie Ihre Produktion maximieren, die Kosten minimieren und dennoch sicherstellen, dass Sie auf ihrem Markt wettbewerbsfähig bleiben.

Ob taktische oder operative Planung, mit OPTANO Production können Pläne schnell und einfach nach Ihren Anforderungen erstellt werden. Wollen Sie mehr erfahren? Warum dann noch warten? Kontaktieren Sie uns noch heute. Unsere Berater stehen Ihnen gerne zur Verfügung, um Ihre Fragen zu beantworten. Und wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, wie mathematische Optimierung Ihre Produktionsplanung unterstützen kann, können Sie unser Factsheet „Moderne Produktionsplanung“ herunterladen.

Eine innovative Branche braucht innovative Lösungen

Dank ihrer Geräte und Diagnostika rettet die Medizintechnikindustrie Leben und leistet einen wichtigen Beitrag zu einer nachhaltigen Gesundheitsversorgung. Als Motor für Innovation und wirtschaftliches Wachstum benötigt sie fortschrittliche Technologien, wie mathematische Optimierung, um innovative Lösungen für die Herausforderungen zu finden, denen sie sich stellen muss. Und um sicherzustellen, dass ihre Produkte diejenigen erreichen, die sie am dringendsten benötigen, und zwar sicher und zeitnah.

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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Dr. Patrick Schuhmann
Analytics Consultant