Fabrikplanung Die optimale Strategie für die Reorganisation der Fertigung finden

Eine Reorganisation der Produktion steht an, aber wie führt man sie mit möglichst wenig Produktionsausfall durch? Damit befasst sich das neue Forschungsprojekt „OptiFaU“ des Instituts für Integrierte Produktion Hannover (IPH). Fertigungsunternehmen können sich noch beteiligen!

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IPH Institut für integrierte Produktion Hannover gGmbH

Die Wissenschaftler des IPH wollen im Rahmen des Forschungsprojekts „OptiFaU“ einen Software-Demonstrator entwickeln, der Unternehmen hilft, die optimale Strategie für den Fabrikumzug zu finden. Damit soll es zukünftig möglich sein, eine bestehende Produktionsstätte kostengünstig, schnell und womöglich sogar ohne Produktionsausfall zu reorganisieren.

„Als Fabrikumzug bezeichnen wir nicht nur den Umzug an einen neuen Standort, sondern auch die Neuanordnung der Maschinen und Arbeitsplätze in einer bestehenden Fabrik. Im Forschungsprojekt konzentrieren wir uns auf die Reorganisation“, erklärt Projektleiter Andreas Nitsche. Unternehmen stehen dabei vor einer äußerst komplexen Aufgabe, für die es keine Standardlösung gibt.

Keine Lösung passt für jedes Unternehmen

Wie viele Teilschritte sind für den Umzug notwendig? Welcher Teilschritt sollte wann erledigt werden? Wie hängen die Teilschritte voneinander ab? Muss die Produktion unterbrochen werden und wenn ja, wie lange? Kann das Stammpersonal den Umzug erledigen oder ist externe Hilfe notwendig? Diese Fragen muss jedes Unternehmen individuell beantworten. Während es für Firma A günstiger sein kann, den Umzug ganz allmählich über mehrere Wochen mit dem eigenen Personal zu erledigen und die Produktion währenddessen weiterlaufen zu lassen, so kann es für Firma B die bessere Lösung sein, den Betrieb für einige Tage komplett stillzulegen und den Umzug mit externer Hilfe so schnell wie möglich durchzuziehen.

Die optimale Umzugsstrategie zu finden ist auch deshalb so schwierig, weil die einzelnen Teilschritte nicht nur zeitlich voneinander abhängen, sondern auch räumlich. Bevor eine Maschine an ihren neuen Standort umziehen kann, muss jener Arbeitsplatz weichen, der sich bisher dort befindet. Womöglich muss der Boden verstärkt, ein Starkstromanschluss gelegt oder ein Abluftsystem installiert werden, bevor die Maschine den neuen Platz einnehmen kann. Und in bestehenden Fabriken gibt es meist kaum Platz, um Maschinen und Geräte zwischenzulagern. „Deshalb müssen alle Teilschritte perfekt ineinandergreifen, wie beim Tetris“, erklärt Andreas Nitsche. Mit jeder Maschine und jedem Arbeitsplatz, die verlagert werden, entstehen kurzfristig Freiflächen für die folgenden Umzugsschritte. Und der erste Schritt in dieser Abfolge ist oft entscheidend für den gesamten weiteren Verlauf des Umzugs.

Mathematisches Optimierungsmodell soll kostenoptimale Lösung finden

Im Forschungsprojekt „OptiFaU“ ermitteln die IPH-Wissenschaftler zunächst alle Einflussfaktoren, von denen die optimale Umzugsstrategie abhängen kann. Anschließend fassen sie diese Einflussfaktoren in einem mathematischen Optimierungsmodell zusammen, dessen Ziel es ist, eine kostenoptimale Lösung zu finden. „Das Modell wird so komplex, dass es nicht möglich sein wird, eine richtige Lösung auszurechnen“, sagt Andreas Nitsche. „Stattdessen entwickeln wir einen optimierenden Algorithmus, mit dem wir möglichst nah an das Optimum herankommen.“ Die IPH-Wissenschaftler wollen ihr Optimierungsmodell anschließend in einem Softwaredemonstrator umsetzen, den sie interessierten Unternehmen zur Verfügung stellen werden.

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