Kurzfassung / Executive Summary
Komplexe Materialabhängigkeiten, steigende Variantenvielfalt und volatile Lieferketten stellen produzierende Unternehmen zunehmend vor Herausforderungen. Auch BECOM Electronics suchte nach einer Möglichkeit, die Produktionsplanung effizienter und stabiler zu gestalten, ohne die bestehende IBM Power- und IBM i-Systemlandschaft zu verändern.
Gemeinsam mit IT-PS entwickelte BECOM eine datenbasierte Optimierungslösung, die komplexe Abhängigkeiten in der Fertigung analysiert und die Produktionsplanung mit fundierten Handlungsempfehlungen unterstützt. Die Lösung berücksichtigt Beziehungen zwischen Baugruppen, Unterbaugruppen und Komponenten, gleicht Produktionslasten gezielt aus und schafft mehr Transparenz über die gesamte Fertigungsplanung.
Das Ergebnis sind stabilere Produktionsprozesse, eine gleichmäßigere Auslastung der Fertigungskapazitäten sowie eine nachhaltige Entlastung der Produktionsplanung. Die Lösung wurde nahtlos in die bestehende IBM Power- und IBM i-Umgebung integriert und wird seit ihrer Einführung kontinuierlich weiterentwickelt.
Über den Kunden BECOM Electronics
Geschäftsführung BECOM Electronics GmbH
Die BECOM Electronics GmbH ist ein internationaler, familiengeführter Elektronikdienstleister mit Hauptsitz in Hochstraß, Österreich. Als E²MS-Partner (Electronics Engineering & Manufacturing Services) begleitet BECOM seine Kunden von der ersten Idee bis zum serienreifen Produkt und darüber hinaus. Forschung & Entwicklung, Validierung, Manufacturing & Supply Chain sowie Customer Services greifen dabei in einem durchgängigen Prozess ineinander.
Mit rund 500 MitarbeiterInnen an 8 Standorten in Europa, Asien und Nordamerika entwickelt und fertigt BECOM elektronische Baugruppen und Systeme für technologisch anspruchsvolle Branchen: Mobility, Healthcare, Automation, IoT/IIoT, Energy und Security. Die Kombination aus Entwicklungskompetenz, akkreditierten Prüflaboren, hochautomatisierter Fertigung und komplexem Supply-Chain-Management stellt hohe Anforderungen an Produktionsplanung, Materialverfügbarkeit und Prozessstabilität.
Mit rund 1.500 aktiven Baugruppen, weiteren 1.500 Unterbaugruppen und etwa 10.000 aktiven Komponenten entstehen entlang der gesamten Wertschöpfungskette zahlreiche Abhängigkeiten. Um diese Komplexität auch bei steigenden Anforderungen effizient zu beherrschen, entschied sich BECOM gemeinsam mit IT-PS für die Optimierung der Produktionsplanung auf Basis der bestehenden IBM Power- und IBM i-Infrastruktur.
Die Herausforderung
Mit zunehmender Komplexität der Produktionsumgebung stieß die bestehende Produktionsplanung bei BECOM an ihre Grenzen.
Die Vielzahl an Baugruppen, Komponenten und Abhängigkeiten zwischen den einzelnen Produktionsstufen erschwerte eine vorausschauende Planung und machte eine effiziente Steuerung der Fertigungsaufträge zunehmen anspruchsvoll.
Die Produktionsplanung basierte auf wöchentlichen MRP-Läufen (Material Requirements Planning), die Fertigungsaufträge in Wochenblöcken erzeugten. Dadurch entstanden regelmäßig Lastspitzen in der Produktion, während Kapazitäten in anderen Zeiträumen nicht optimal genutzt wurden.
Für den in die Produktionsplanung eingebundenen Verkaufsinnendienst bedeutete das einen hohen manuellen Planungsaufwand. Änderungen im Produktionsplan mussten Woche für Woche analysiert, priorisiert und mit den verfügbaren Kapazitäten sowie der Materialverfügbarkeit abgeglichen werden. Anschließend wurden Fertigungsaufträge gezielt angepasst, um Produktionslasten auszugleichen und Liefertermine einzuhalten. Mit zunehmender Komplexität der Lieferketten und einem stetig wachsenden Produktportfolio stieß dieses Vorgehen jedoch zunehmend an seine Grenzen.
Die Folgen waren eine schwankende Kapazitätsauslastung, ein hoher Koordinationsaufwand zwischen den Produktionsbereichen sowie eine erschwerte Materialplanung. Gesucht wurde daher eine Lösung, die die Produktionsplanung datenbasiert unterstützt und gleichzeitig die bestehende IBM Power- und IBM i-Systemlandschaft optimal nutzt.
Die Lösung
Gemeinsam mit BECOM entwickelte IT-PS eine datenbasierte Lösung zur Optimierung der Produktionsplanung auf Basis der bestehenden IBM Power- und IBM i-Umgebung. Ziel war es, die vorhandenen Planungsprozesse gezielt zu unterstützen und den manuellen Aufwand durch fundierte Entscheidungshilfen zu reduzieren.
Die Lösung analysiert die Abhängigkeiten zwischen Baugruppen, Unterbaugruppen und Komponenten und unterstützt die Produktionsplanung dabei, Fertigungsaufträge gezielt zu priorisieren und Produktionslasten auszugleichen. Dadurch können Produktionsspitzen geglättet, Fertigungskapazitäten besser geplant sowie Materialverfügbarkeiten und Batchgrößen optimiert werden. Gleichzeitig lassen sich Sicherheitsbestände gezielter berücksichtigen und manuelle Planungsschritte reduzieren.
Die Lösung kombiniert KI-gestützte Analyse mit einem mathematischen Optimierungsverfahren, um komplexe Abhängigkeiten in der Produktionsplanung transparent zu machen und fundierte Entscheidungen zu unterstützen.
Im Kern basiert die Lösung auf einem Mixed-Integer-Optimierungsverfahren – einem mathematischen Verfahren zur Lösung komplexer Planungsaufgaben. Dabei werden verschiedene Zielgrößen und Randbedingungen gleichzeitig berücksichtigt, beispielsweise Kapazitäten, Sicherheitsbestände, Materialverfügbarkeiten und bestehende Produktionspläne. Auf dieser Basis berechnet der Algorithmus einen optimierten Produktionsplan und unterstützt die Produktionsplanung dabei, Kapazitäten, Materialverfügbarkeit und Fertigungsreihenfolgen bestmöglich aufeinander abzustimmen.
Der Optimierungsalgorithmus wurde als API bereitgestellt und containerisiert auf einer Linux-LPAR innerhalb der bestehenden IBM-Power-Umgebung implementiert. Die Lösung arbeitet nahtlos mit der IBM-i-Umgebung zusammen und ließ sich ohne grundlegende Änderungen in die bestehende Systemlandschaft integrieren.
Umsetzung & Projektverlauf
Die Implementierung erfolgte innerhalb der bestehenden IBM Power- und IBM i-Infrastruktur und wurde nahtlos in die vorhandenen Produktions- und Planungsprozesse integriert. Die Lösung ergänzt die bestehenden MRP-Prozesse um datenbasierte Entscheidungsunterstützung und ermöglicht eine gezieltere Optimierung der Fertigungsplanung, ohne die bestehende Systemlandschaft zu ersetzen.
Das Projekt startete im April 2022 und wird seitdem kontinuierlich weiterentwickelt. Den Grundstein bildeten mehrere gemeinsame Workshops, in denen BECOM und IT-PS die Ausgangssituation analysierten, das Business-Problem klar definierten und die Ziele für die spätere Lösung festlegten. Auf dieser Basis entstand im Rahmen eines agilen Projektvorgehens schrittweise der Optimierungsalgorithmus, der produktiv implementiert und als API bereitgestellt wurde.
Ein wesentlicher Erfolgsfaktor war die enge Zusammenarbeit zwischen den Fachbereichen von BECOM und den ExpertInnen von IT-PS. Das gemeinsame Verständnis der fachlichen Anforderungen bildete die Grundlage für die Entwicklung des mathematischen Optimierungsmodells. Durch die enge Verzahnung von Produktions-Know-how und technischer Expertise entstand eine Lösung, die iterativ weiterentwickelt und konsequent an den Anforderungen der Praxis ausgerichtet wurde.
Das Projekt zeigt zugleich, dass der Mehrwert datenbasierter Optimierung nicht mit einem Proof of Concept endet. Erst durch den produktiven Einsatz und die kontinuierliche Weiterentwicklung entsteht eine Lösung, die nachhaltigen Nutzen schafft und langfristig zur Optimierung der Produktionsplanung beiträgt.
Ergebnisse & Mehrwert
Mit der neuen Lösung konnte BECOM die Produktionsplanung gezielt stabilisieren und die wachsende Komplexität in der Fertigung besser beherrschen. Insbesondere lassen sich Produktionslasten gleichmäßiger verteilen, Kapazitäten verlässlicher planen und Materialflüsse besser aufeinander abstimmen. Die datenbasierte Entscheidungsunterstützung schafft mehr Transparenz über Abhängigkeiten innerhalb der Produktionsprozesse und ermöglicht eine vorausschauendere Planung.
Zu den wesentlichen Vorteilen zählen:
- stabilere Produktionsplanung und eine gleichmäßigere Auslastung der Fertigungskapazitäten
- verbesserte Materialkoordination
- geringerer manueller Planungsaufwand
- höhere Transparenz über Produktionszusammenhänge
- fundiertere Entscheidungen auf Basis datenbasierter Analysen
BECOM profitiert heute von einer datenbasierten Produktionsplanung, die komplexe Abhängigkeiten transparent macht und fundierte Entscheidungen unterstützt. Gleichzeitig konnte das Unternehmen das Potenzial seiner bestehenden IBM Power- und IBM i-Infrastruktur nutzen, um moderne Optimierungsverfahren ohne Systemwechsel in die Produktionsplanung zu integrieren.
„Unsere Kunden erwarten von uns Liefertreue, auch wenn Lieferketten und Produktportfolios immer komplexer werden. Mit der datenbasierten Produktionsplanung auf unserer bestehenden IBM Power-Infrastruktur haben wir die Grundlage geschaffen, diese Komplexität zu beherrschen, ohne unsere Systemlandschaft umzubauen.“
Mag. Johannes Bock
Geschäftsführer, BECOM Electronics GmbH
