Lebkuchen gilt in Deutschland als beliebtestes Weihnachtsgebäck. Um der immensen Nachfrage auf Verbraucherseite gerecht zu werden, müssen Süßwarenhersteller schon frühzeitig mit der Produktion beginnen. Ein neuartiges Verfahren hilft ihnen nun, Vorproduktion und Alltagsgeschäft parallel zu bewältigen. Mittels intelligenter Algorithmen ermöglicht der Ansatz der Simultanplanung erstmals, alle bei der Serien­fertigung relevanten Faktoren in nur einem einzigen Schritt zu berücksichtigen – und die Nachteile herkömmlicher Produktionsplanung hinter sich zu lassen.

Manch einer wundert sich, wenn Anfang September bei noch spätsommerlichen Temperaturen die ersten Lebkuchen und Schokonikoläuse in die Supermarktregale einziehen. Doch die Nachfrage gibt dem frühzeitigen Verkaufsstart recht: Rund ein Kilogramm Lebkuchen isst jeder Deutsche nach Angaben des Bundesverbands der Deutschen Süßwarenindustrie jedes Jahr. Um den Kunden rechtzeitig ihr geliebtes Festtagsgebäck bieten zu können, müssen Produktionsverantwortliche sich schon im Sommer verstärkt mit der Materie befassen. Dabei stehen die Hersteller alle Jahre wieder vor dem gleichen Problem: Einerseits gilt es, genügend Kapazitäten für die Vorproduktion von Spekulatius und Co bereitzustellen, damit die verstärkte Nachfrage auch rechtzeitig bedient werden kann. Andererseits darf dabei das Alltagsgeschäft nicht auf der ­Strecke bleiben.

Herkömmliche Produktionsplanung birgt Nachteile
Die Produktionsprogrammplanung in ihrer ­klassischen Form stößt hier an ihre Grenzen. Sie geht nämlich sukzessive vor. Das bedeutet, dass aus dem Absatzplan zunächst Primärbedarfe abgeleitet werden. Auf dieser Basis werden dann Materialbedarfe und Losgrößen geplant. Als nächstes folgen Durchlaufterminierung und Kapazitätsausgleich, bevor schließlich ein finaler Plan zur Produktionssteuerung steht. Dieses schrittweise Vorgehen hat mehrere Nachteile.

Zunächst ist der Prozess iterativ angelegt, sodass auf jeder Stufe Korrekturen an der vorangegangenen vorgenommen werden müssen. Denn jeder dieser Schritte ist mit einer Reihe von Restriktionen verknüpft, die wiederum über unterschiedliche Planungsschritte hinweg voneinander abhängig sind. Dabei handelt es sich z. B. um so essentielle Aspekte wie real verfügbare Maschinenkapazitäten, Rohwaren oder Wiederbeschaffungszeiten. Da diese Faktoren jedoch nur nach und nach in die Planung einfließen, wird oft erst spät im Prozess deutlich, dass für die geplanten Losgrößen gar nicht genügend Material vorhanden ist. Das wiederum stellt die gesamte Produktionssteuerung auf tönerne Füße. So kann es z. B. passieren, dass dieselbe Charge an Kakaomasse in zwei verschiedenen Fertigungsaufträgen verplant wird, jedoch nur für einen der beiden ausreicht. Ein Stock-Out wäre das Resultat, einer der Aufträge müsste gestoppt werden.

Hinzukommt der zeitintensive Koordinationsaufwand, um das Chaos in der Planung zu beseitigen. Tritt dann noch zusätzlich eine Störung auf, etwa, weil ein Lieferant zu spät liefert oder eine Maschine ausfällt, ist der gesamte Plan hinfällig – im Zweifel leiden darunter Termintreue und Kundenbeziehung. Viele Unternehmen stützen sich zudem selbst heute noch auf umfangreiche Excel-Tabellen, um ihrem Produktionsprogramm Herr zu werden – eine wenig effiziente, dafür umso fehleranfälligere Methode. Angesichts dieser statischen Verfahren müssen Planungsverantwortliche nicht selten wöchentlich umdisponieren.

Algorithmen ermöglichen integrierte Planung
Eine optimale Planung umgeht die Schwierigkeiten sukzessiver Planungsmethoden, indem sie simultan vorgeht. Das bedeutet, dass tatsächlich vorhandene Kapazitäten und Materialverfügbarkeiten schon zum Zeitpunkt der Losgrößenberechnung berücksichtigt werden. Damit werden spätere, manuelle Änderungen obsolet und das Produktionsprogramm ist tatsächlich umsetzbar. Auch Prognosen über den zukünftigen Produktabsatz hat die Planung im Blick. Im Vorlauf zu einer Saison plant sie jede freie Kapazität automatisch für die nötige Vorproduktion ein – etwa, wenn es um Lebkuchen geht. Eine solch flexible Planungsmethode agiert ganzheitlich und prozessübergreifend für ein optimales Ergebnis.

Dank beachtlicher Fortschritte im Bereich des operations research steht hinter dieser Idealvorstellung auch eine technische Lösung. Die Software „add*one Simultanplanung“ des Aachener Optimierungsspezialisten Inform nutzt rechenstarke Algorithmen für das neue Verfahren der Simultanplanung: Erstmals plant ein System sämtliche Prozesse gegen begrenzte Kapazitäten und berechnet die Losgrößen dabei dynamisch und mehrstufig. Dies ermöglicht nicht nur mehr Transparenz und Präzision in der Produktion, sondern auch eine effektivere Abstimmung der Vorproduktion.

Dank ausgereifter Algorithmen liefert add*one Simultanplanung verlässliche Vorhersagen über zukünftig zu erwartende Bedarfe. Dabei stützt sich das System sowohl auf Vergangenheitsdaten als auch auf manuelle Vorgaben. Treten dennoch einmal Unregelmäßigkeiten oder der Fall einer unerwarteten Bestellung ein, macht die Software die Bestandsverantwortlichen auf den Handlungsbedarf aufmerksam. So kann es Lebensmittelherstellern nicht mehr passieren, dass ihnen auf einmal eine wichtige Zutat fehlt und ein Auftrag nicht rechtzeitig fertiggestellt werden kann. Geht ein Vorrat zur Neige, liefert das System rechtzeitig einen optimierten Bestellvorschlag, sodass der Hersteller seine Bestände geringhalten und zugleich seine Materialverfügbarkeit maximieren kann. Daneben helfen die Algorithmen dabei, Abschriften von Lebensmitteln zu verhindern, da sie Mindesthaltbarkeitsdaten berücksichtigen.

Wettbewerbsvorteil durch Planungssicherheit
Insgesamt integriert das Verfahren also die bislang häufig isoliert betrachteten Bereiche Bedarfsprognose, Produktionsprogrammplanung und Beschaffungsmanagement. Alle beteiligten Planungsverantwortlichen können so auf einer gemeinsamen Daten- und Informationsbasis agieren. Der vor diesem Hintergrund erstellte Produktionsplan erweist sich als derart robust, dass manuelle Anpassungen zur Ausnahme werden. Auch bei schwankender Nachfrage und volatilen Marktbewegungen können Hersteller pünktlich liefern und Vorproduktionen sowie unvorhergesehene Eilaufträge rechtzeitig einplanen.

Die Software liefert darüber hinaus eine konkrete Reihenfolgeplanung aller Aufträge in einer Feinplanungskomponente. Dieser Schritt ist wichtig, um Planung und Steuerung miteinander zu verbinden. Fließen bspw. helle und dunkle Creme durch eine Maschine, variiert das System die Abläufe so, dass der entstehende Reinigungsaufwand möglichst gering bleibt. Neben solchen Rüstzeiten werden auch Pausenzeiten, Arbeitsschichten und Ausfallzeiten durch Wartung in der Reihenfolgeplanung berücksichtigt.
Süßwarenherstellern als Serienfertiger hilft die Simultanplanung also, hohen Planungsaufwand und Sonderschichten für die nächste Weihnachtssaison zu vermeiden. Sie können die Produktion von Zimtsternen und Spekulatius im Sommer starten, ohne dass dabei das Alltagsgeschäft zum Erliegen kommt. Dank des neuen Verfahrens können sie ihre Produktion dabei auf eine robuste, kostenoptimale Planung stützen, die die Leistungen manueller Verfahren bei Weitem übersteigt – im schnelllebigen Lebensmittelmarkt ein nachhaltiger Wettbewerbsvorteil.
 

Planungssoftware
Als spezialisierte Software integriert add*one Simultanplanung ein wirtschaftliches Supply Chain Management mit machbarer und pünktlicher Produktionsplanung. Das System vereint die Bereiche Bedarfsprognose, Produktionsprogrammplanung und Beschaffungsmanagement in nur einer Software. Die simultane Betrachtung von Materialverfügbarkeit und Maschinenkapazitäten über einen langfristigen Planungshorizont, der von Bedarfsprognosen unterstützt wird, sorgt für eine robuste Produktionsplanung. Manuelle Umplanungen werden dadurch zur Ausnahme. Datenvisualisierung, effektives Controlling und das Management-by-Exception Konzept runden den integrierten Planungsansatz ab. Als Add-on Software setzt add*one Simultanplanung auf vorhandene ERP-, PPS- sowie Lagerverwaltungs- bzw. Warenwirtschaftssysteme auf und kann mit add*one Absatzplanung von Inform ideal ergänzt werden.
 

Das Unternehmen
Inform entwickelt Software zur Optimierung von Geschäftsprozessen mittels Digital Decision Making auf Basis von künstlicher Intelligenz und Operations Research. Sie ergänzt die klassischen IT-Systeme und steigert die Wirtschaftlichkeit und Resilienz vieler Unternehmen. Während datenverwaltende Software nur Informationen
bereitstellt, können Inform-Systeme in Sekundenschnelle große Datenmengen analysieren, zahlreiche Entscheidungsvarianten durchkalkulieren und die bestmögliche Lösung dem Anwender zur Umsetzung vorschlagen. Mehr als 750 Softwareinge­nieure, Datenanalysten und Berater betreuen heute mehr als 1.000 Kunden weltweit in Industrie, Handel, Flughäfen, Häfen, Logistik, Banken und Versicherungen. Optimiert werden Absatzplanung, Produktionsplanung, Personaleinsatz, Logistik und Transport, Lagerbestände, Supply Chain Management sowie die Betrugsabwehr bei Versicherungen und im Zahlungsverkehr.
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