Organisationsprofil
Die Fester & Zander Zerspanungstechnik GmbH ist ein Familienunternehmen in zweiter Generation mit Sitz in Leipzig, welches auf präzise CNC-Zerspanung spezialisiert und hochwertige Dreh- und Frästeile sowie komplexe Baugruppen für verschiedene Industriezweige fertigt.
Ausgangssituation
Die Planung der Produktion von Zerspanungsteilen und Maschinenbaukomponenten ist ein komplexer Prozess, der konkrete Abläufe des Produktionsprozesses, Maschinenbelegung und –auslastungen, Rüstzeiten und notwendige Kompetenzen der mit der Maschinenbedienung betreuten Mitarbeitenden berücksichtigen muss. Eine Standardisierung des Planungsprozesses ist insbesondere im Fall der Fertigung von Einzelteilen und Kleinserien aufgrund der gegebenen Komplexität kaum zu realisieren. Aktuell ist die Planung stark abhängig vom Wissen einzelner Mitarbeitenden und anfällig für Änderungen aufgrund von zeitlichem und wirtschaftlichem Druck der täglichen Arbeiten.
Die hohe Komplexität durch die Vielzahl der einbezogenen Parameter verhindert oft eine optimale Planung, was zur Belastung für Mitarbeitende und Störungen im Produktionsablauf führt. Da Planungsprozesse händisch vorgenommen werden, fehlt es an systematisch erhobenem Wissen und Transparenz über Planabweichungen und Störfaktoren, welche sich negativ auf die Termintreue auswirken können. Dies kann zu Lieferverzögerung und damit zu Verlust des Vertrauens der Kunden führen, was letztlich wirtschaftliche Verluste für das Unternehmen bedeutet.
Maßnahmen in der Praxis
Als Basis für die Entwicklung des Scheduling-Systems wurde eine Anforderungserhebung durchgeführt. Bei dieser wurde durch Interviews der grundlegende Prozess erhoben, um den IST-Stand der Produktionsplanung im Unternehmen darzustellen. Außerdem wurden allgemeine Anforderungen definiert, welche durch die Anwendung abgedeckt werden sollten. Fester & Zander stellte außerdem eine Testdatenbank des ERP-Systems bereit, welche Produktivdaten aus dem täglichen Betrieb enthielt, die für die Datenerkundung genutzt werden konnte. Mittels des konkreten Prozesses, den Anforderungen sowie der gesichteten Daten konnte im Folgenden Constraint Programming als Möglichkeit für die Generierung von Produktionsplänen ausgewählt werden.
Im Zuge der Implementierung der Anwendung wurden die Anforderungen an die Anwendung durch regelmäßige Meetings zwischen den Wissenschaftspartnern und Fester & Zander geschärft. Dies umfasste Ideen zur Anpassung des User Interfaces und zu den Ergebnissen der Scheduling-Komponente. So entstand ein iterativer Prozess, um die Anwendung durch die gewonnenen Erkenntnisse zu verbessern und weiterzuentwickeln.
Außerdem war ein regelmäßiger Austausch aufgrund der hohen Komplexität des Gesamtprozesses und die Vielzahl der Variablen und Einschränkungen, die in die Berechnung der Produktionspläne einfließen, sehr wichtig. Infolgedessen konnten Variablen wie das Lieferdatum schnell identifiziert werden. Auf der anderen Seite unterstützte der Austausch zur Datenlage außerdem die Verbesserung der Datenqualität innerhalb des ERP-Systems. So konnte im Laufe der Projektzeit beispielsweise die Rückerfassungszeiten für Maschinen verbessert werden, was im Zuge dessen zu einer besseren grundlegenden Datenlage führte.
Die Anwendung enthält weiterhin eine interne Feedback-Komponente, bei denen sowohl der generierte Produktionsplan als auch die einzelnen Teilaufträge nach der zeitlichen Passgenauigkeit bewertet werden können. Es ist geplant, diese als weiteren Faktor in die Berechnung der Produktionspläne einzubeziehen. Weiterhin werden durch weiterführende Regelmeetings neue Variablen und Constraints identifiziert, welche zukünftig in die Berechnung mit einfließen könnten.
Gelerntes
Die erste Entwicklungsphase des Prototyps wurde im April 2026 abgeschlossen. Ziel der ersten Evaluationsphase ist es, die Korrektheit der erzeugten Produktionspläne durch das implementierte System sicherzustellen und die Bedienung des Prototyps zu bewerten. Auf Basis des Feedbacks werden in Abstimmung zwischen dem Pilotteam und dem Unternehmen iterative Verbesserungen am User Interface und der Scheduling-Komponente umgesetzt. Ein großer Fokus liegt dabei auf das Verfügbarmachen von weiteren Informationen aus dem ERP-System als auch die Definition weiterer Variablen und Constraints für den Solver.