In­te­grier­te Si­mu­la­ti­ons­tech­nik ge­stal­tet Pro­zes­se ef­fi­zi­en­ter

Digital process industry - - INHALT -

Ste­ri­le Lö­sun­gen in der Me­di­zin- und Phar­ma­in­dus­trie wer­den oft nicht sys­te­ma­tisch ge­plant und dis­po­niert. Die dis­po­si­ti­ven Pa­ra­me­ter wer­den da­bei weit­ge­hend ma­nu­ell durch­ge­führt, was die Lie­fer­be­reit­schaft durch vie­le Ad-hoc-Auf­trä­ge und kurz­fris­ti­ge Um­pla­nungs­vor­gän­ge be­hin­dert. Ein di­gi­ta­les Op­ti­mie­rungs­tool mit in­te­grier­ter Si­mu­la­ti­ons­tech­nik ge­stal­tet die Pro­zes­se nun ef­fi­zi­en­ter.

Ei­ner der äl­tes­ten deut­schen Her­stel­ler von chir­ur­gi­schem Naht­ma­te­ri­al, SERAG-WIESSNER be­gann be­reits vor über ein­hun­dert Jah­ren mit der Her­stel­lung von Ste­rilcat­gut. Auch als Pro­du­zent von ste­ri­len flüs­si­gen Arznei­for­men hat sich das Un­ter­neh­men er­folg­reich eta­bliert. Ne­ben chir­ur­gi­schem Naht­ma­te­ri­al und tex­ti­len Im­plan­ta­ten stel­len ste­ri­le Lö­sun­gen die drit­te Un­ter­neh­mens­spar­te dar, wo­für man so­wohl Stan­dard­in­fu­si­ons­lö­sun­gen, flüs­si­ge und ste­ri­le Pro­duk­te für die Wund­be­hand­lung, zahl­rei­che Son­der­lö­sun­gen als auch in­di­vi­du­el­le

Re­zep­tu­ren spe­zi­ell auf Kun­den­wunsch fer­tigt. Und vie­le die­ser Pro­duk­te sind ab La­ger lie­fer­bar. Dies ge­stal­tet aber wie­der­um Pro­duk­ti­ons­pla­nung und Fer­ti­gungs­steue­rung kom­pli­ziert und we­nig ef­fi­zi­ent.

Von Ana­log auf Di­gi­tal wech­seln

Auf über 2.000 m2 Rein­raum­flä­che wer­den tex­ti­le Im­plan­ta­te, chir­ur­gi­sches Naht­ma­te­ri­al, Infu­si­ons- und Spüllö­sun­gen nach dem neu­es­ten Stand aus For­schung und Tech­nik ge­fer­tigt. Dar­über hin­aus ent­wi­ckeln in­ter­dis­zi­pli­nä­re Teams aus ex­ter­nen und in­ter­nen Ärz­ten, Apo­the­kern, Bio­lo­gen, Che­mi­kern und In­ge­nieu­ren neue, bes­se­re und ver­träg­li­che­re Ma­te­ria­li­en so­wie neu­ar­ti­ge Be­hand­lungs­mög­lich­kei­ten. Durch die Ver­bin­dung von prä­zi­ser Hand­ar­beit und hoch­tech­no­lo­gi­schen, in­dus­tri­el­len Fer­ti­gungs­me­tho­den las­sen sich bei der Her­stel­lung von Kleinst­se­ri­en, Son­der­an­fer­ti­gun­gen und Stan­dard­pro­duk­ten höchs­te Qua­li­täts­an­for­de­run­gen ver­wirk­li­chen. Da­zu ge­hört auch ei­ne stän­di­ge Op­ti­mie­rung der Fer­ti­gungs­steue­rung im Be­reich der ste­ri­len Lö­sun­gen.

Bei dem ober­frän­ki­schen Pro­du­zen­ten von ste­ri­len flüs­si­gen Arznei­for­men und

chir­ur­gi­schem Naht­ma­te­ri­al so­wie tex­ti­len Im­plan­ta­ten, wur­den die­se in der Ver­gan­gen­heit nicht sys­te­ma­tisch ge­plant und dis­po­niert. Das Fest­le­gen der dis­po­si­ti­ven Pa­ra­me­ter er­folg­te weit­ge­hend ma­nu­ell nach Er­mes­sen des Di­s­po­nen­ten, was da­zu führ­te, dass die Lie­fer­be­reit­schaft un­be­frie­di­gend war und die Pro­duk­ti­on durch vie­le Ad-hoc-Auf­trä­ge und kurz­fris­ti­ge Um­pla­nungs­vor­gän­ge ge­stört wur­de. Zu­sam­men­fas­send ge­sagt, war dies nicht ef­fi­zi­ent. Die bei der Pla­nung und Dis­po­si­ti­on zu be­rück­sich­ti­gen­den Re­strik­tio­nen sind im We­sent­li­chen die sehr ho­he Rüst­auf­wen­dun­gen an der An­la­ge Bott­le­pack bei ei­nem For­men­wech­sel so­wie der Rüst­auf­wand und die da­durch ent­ste­hen­den Kos­ten bei ei­nem Wech­sel der Spül­grup­pe und die be­grenz­ten Ka­pa­zi­tä­ten im Be­reich Lö­sun­gen.

Ziel des Pro­jek­tes war der Auf­bau ei­ner sys­te­ma­ti­schen Pla­nung und Dis­po­si­ti­on mit Op­ti­mie­rung der lo­gis­ti­schen Grö­ßen wie Zy­klus­zei­ten je Ab­füll­an­la­ge (ggf. dy­na­mi­sche Zy­klus­zei­ten in Ab­hän­gig­keit des Rüst­zu­stands der Bott­le­pack-An­la­ge) und der Los­grö­ßen in Ab­hän­gig­keit der Zy­klus­zeit und des pro­gnos­ti­zier­ten Be­darfs. Die Lie­fer­be­reit­schaft soll­te auf min­des­tens 93 Pro­zent an­ge­ho­ben wer­den. Auch soll­ten mög­lichst au­to­ma­ti­sier­te und op­ti­mier­te Pro­gno­sen und Si­cher­heits­be­stän­de ge­ne­riert wer­den und ei­ne au­to­ma­ti­sche Be­stim­mung des Pro­duk­ti­ons­pro­gramms mit op­ti­mier­ter Rei­hen­fol­ge der Pro­duk­ti­ons­auf­trä­ge un­ter Be­rück­sich­ti­gung der ver­füg­ba­ren Ka­pa­zi­tät.Da be­reits das Op­ti­mie­rungs­tool Dis­ko­ver SCO von SCT im Ein­satz war und im Be­reich Pla­nung und Dis­po­si­ti­on gu­te Er­geb­nis­se er­zielt hat, soll­te die Lö­sung im vor­han­de­nen Dis­ko­ver-Um­feld mit re­gel­mä­ßi­gem Con­trol­ling der we­sent­li­chen Kenn­grö­ßen rea­li­siert wer­den. SCT ist ein Toch­ter­un­ter­neh­men der Supp­ly Chain-Be­ra­tung Abels & Kemm­ner und ent­wi­ckelt Soft­ware­tools und Werk­zeu­ge, die An­wen­dern da­bei hel­fen, ih­re Supp­ly Chain schnell, ef­fi­zi­ent und nach­hal­tig zu op­ti­mie­ren. Über 20 Jah­re Er­fah­rung, ein kom­pe­ten­tes Ent­wick­ler­team so­wie en­ge Ko­ope­ra­tio­nen mit ei­nem Netz­werk von Supp­ly-Chain Ex­per­ten der Fach­rich­tun­gen (Wirt­schafts-) In­ge­nieur­we­sen, Be­triebs­wirt­schaft und In­for­ma­tik aus Pra­xis und Hoch­schu­le im Ver­bund der RWTH Aa­chen und der FIRSo­lu­ti­on-Group stel­len die Qua­li­tät der

Lö­sun­gen der Supp­ly Chain Tech­no­lo­gies si­cher und sor­gen da­für, dass sich die Soft­ware stets auf dem neu­es­ten tech­ni­schen so­wie be­triebs­wirt­schaft­li­chen Stand be­fin­det.

Zu­künf­ti­ge Be­dar­fe und Si­cher­heits­be­stän­de be­rech­nen

Zur Be­stim­mung der Zy­klus­zei­ten wur­de das aus dem Le­an Ma­nage­ment stam­men­de Kon­zept des EPEI (Every Part Every In­ter­vall) zu Grun­de ge­legt. Der EPEI-Wert gibt die kür­zes­te Zy­klus­zeit an, nach der ein ge­fer­tig­tes Teil wie­der auf die (Eng­pass-)An­la­ge ge­nom­men wer­den kann. Der hier be­trach­te­te Pro­duk­ti­ons­pro­zess be­inhal­te­te gleich meh­re­re An­la­gen­tei­le, die auch zum Eng­pass wer­den kön­nen. Be­vor der EPEI er­mit­telt wer­den konn­te, wur­den die Rüst­zei­ten für die An­pas­sung und den Um­bau der An­la­ge so­wie die Rei­ni­gungs­zei­ten er­mit­telt. Da die­se Zei­ten je nach Vor­gän­ger­ar­ti­kel stark va­ri­ie­ren kön­nen, wur­de ei­ne Rüst­zeit­ma­trix auf­ge­stellt, die die Zei­ten von je­dem Ar­ti­kel zu je­dem an­de­ren Ar­ti­kel be­inhal­tet. Für die Be­rech­nung des EPEI wur­de die op­ti­ma­le Rüst­rei­hen­fol­ge er­mit­telt, um zum ei­nen die Ma­schi­nen größt­mög­lich aus­zu­nut­zen und zum an­de­ren ein mög­lichst klei­nes In­ter­vall zu er­hal­ten, was im Er­geb­nis hö­he­re Fle­xi­bi­li­tät be­deu­tet. Die Los­grö­ßen konn­ten nach Be­stim­mung des EPEI dy­na­misch be­stimmt wer­den. Da­bei wählt man ein pe­ri­odi­sches Los­grö­ßen­ver­fah­ren, das al­le Be­dar­fe in­ner­halb der so­ge

nann­ten Ein­deck­zeit zu ei­nem Los zu­sam­men­fasst. Die Ein­deck­zeit ent­spricht dem­zu­fol­ge dem EPEI. So­mit wird auch schnell deut­lich, dass der EPEI ei­nen gro­ßen Ein­fluss auf die Be­stands­hö­he hat.

Die Pro­gno­sen der zu­künf­ti­gen Be­dar­fe und Si­cher­heits­be­stän­de wer­den über das Sys­tem Dis­ko­ver SCO au­to­ma­tisch be­rech­net. Mit Hil­fe der in­te­grier­ten Si­mu­la­ti­ons­tech­nik wählt das Sys­tem au­to­ma­tisch für je­des Ma­te­ri­al die am bes­ten ge­eig­ne­ten Ver­fah­ren und Ver­fah­ren­s­pa­ra­me­ter aus. Die da­bei be­rück­sich­tig­ten Ziel­grö­ßen sind ers­tens die an­ge­streb­te Lie­fer­be­reit­schaft und zwei­tens der si­mu­lier­te Durch­schnitts­be­stand. Dar­über wird die Ein­hal­tung der ge­wünsch­ten Lie­fer­be­reit­schaft si­cher­ge­stellt und gleich­zei­tig aber auch die Be­stän­de nied­rig ge­hal­ten.

In der zu ent­wi­ckeln­den Lö­sung soll­ten die rich­ti­gen Rei­hen­fol­gen der Pro­duk­ti­ons­auf­trä­ge er­mit­telt wer­den. Da­zu wur­den zu­nächst über den in­te­grier­ten MRP-Pro­zess die not­wen­di­gen Auf­trä­ge er­mit­telt. Da­bei wird die ak­tu­el­le Be­darfs-/Be­stands­si­tua­ti­on mit Pro­gno­se­und Kun­den­be­dar­fen so­wie be­reits ver­füg­ba­rer Be­stän­de und Zu­gangs­ele­men­te be­rück­sich­tigt. Im Er­geb­nis wer­den Pro­duk­ti­ons­vor­schlä­ge (Plan­auf­trä­ge) er­zeugt, die in­ner­halb des EPEI in die rich­ti­ge Rei­hen­fol­ge zu brin­gen sind. Da­bei wird die ak­tu­el­le Rüst­si­tua­ti­on auf der An­la­ge be­rück­sich­tigt und der nächs­te best­ge­eig­ne­te Plan­auf­trag aus der Rüst­ma­trix er­mit­telt. Im nächs­ten Schritt wer­den die Auf­trä­ge auf der An­la­ge ter­mi­niert. Rüst-, Rei­ni­gungs- und Be­ar­bei­tungs­zei­ten sind da­bei zu be­rück­sich­ti­gen so­wie auch die Füll­men­gen der Kes­sel. Ein Pro­duk­ti­ons­auf­trag kann al­ler­dings nur dann ein­ge­plant wer­den, wenn der kom­plet­te Pro­zess bis zum En­de der zwei­ten Schicht ab­ge­schlos­sen wer­den kann. Ist dies nicht der Fall, muss der Pro­duk­ti­ons­auf­trag in der nächs­ten Früh­schicht ge­star­tet wer­den. Das Rüs­ten kann aber noch in der Spät­schicht des Vor­ta­ges er­fol­gen.

Gantt Chart macht Pla­nung trans­pa­rent

Die oben ge­nann­ten An­for­de­run­gen wa­ren in ei­ner ein­fach zu be­die­nen­den, mög­lichst au­to­ma­ti­sier­ten Ap­pli­ka­ti­on zu rea­li­sie­ren. Da­zu wur­de in dem be­reits vor­han­de­nen Op­ti­mie­rungs­pro­gramm Dis­ko­ver SCO ein zu­sätz­li­ches

Mo­dul ge­schaf­fen, das die er­for­der­li­chen Funk­tio­nen be­reit­stellt. Nach Star­ten des Mo­duls öff­net sich di­rekt ei­ne Sicht der ak­tu­el­len Fer­ti­gungs­si­tua­ti­on mit ei­nem Vor­schlag, wel­che Auf­trä­ge in wel­cher Rei­hen­fol­ge als nächs­tes zu pro­du­zie­ren sind. Da­bei sind Zu­satz­in­for­ma­tio­nen über die ak­tu­el­le Be­stands­si­tua­ti­on und Reich­wei­te auf ei­nen Blick zu er­ken­nen. Über ein­fa­ches Mar­kie­ren der Vor­schlä­ge und an­schlie­ßen­dem Spei­chern wer­den die Plan­auf­trä­ge in Pro­duk­ti­ons­auf­trä­ge um­ge­wan­delt und um­ge­hend an das ERP-Sys­tem über­ge­ben. Die Mög­lich­keit Auf­trä­ge zu­sam­men­zu­fas­sen oder zu split­ten ist da­bei ge­ge­ben.

Ei­ne wei­te­re An­for­de­rung er­gab sich noch nach der Um­set­zungs­pha­se. Es wur­de ei­ne neue Pro­dukt­li­nie auf der An­la­ge ge­fer­tigt, die ei­nen er­heb­li­chen Rei­ni­gungs­auf­wand er­for­der­te. Da­her wur­de vom Ma­nage­ment ent­schie­den, die­ses Pro­dukt im­mer ei­ne kom­plet­te Wo­che zu pro­du­zie­ren. Für das Pro­gramm be­deu­tet dies, dass bei Auf­tre­ten ei­nes Vor­schlags aus die­ser neu­en Pro­dukt­se­rie, die kom­plet­te Wo­che mit Ar­ti­keln die­ses Pro­duk­tes auf­zu­fül­len. An­de­re be­reits ein­ge­plan­te Vor­schlä­ge muss­ten dann au­to­ma­tisch auf ei­nen spä­te­ren Ter­min um­ter­mi­niert wer­den. Zur bes­se­ren Über­sicht kann das ak­tu­el­le Pla­nungs­er­geb­nis auch gra­fisch als Gantt Chart dar­ge­stellt wer­den, was ei­ne zu­sätz­li­che Kon­trol­le der Er­geb­nis­se dar­stellt.

Lie­fer­fä­hig­keit auf über 93 Pro­zent an­ge­ho­ben

Die Ein­füh­rung des neu­en Mo­duls er­folg­te über das be­währ­te Vor­ge­hen mit ei­ner Pi­lot­pha­se, bei der im Par­al­lel­be­trieb die Er­geb­nis­se ein­ge­hend ge­prüft und die Lö­sung fein­jus­tiert wer­den konn­ten und dem an­schlie­ßen­den Aus­rol­len auf al­le Ma­te­ria­li­en die­ser An­la­ge. Die An­wen­der fan­den sich sehr schnell zu­recht und konn­ten die Vor­tei­le der Lö­sung schnell nut­zen. Im Er­geb­nis kann so die An­la­ge best­mög­lich ge­nutzt wer­den und gleich­zei­tig die Lie­fer­fä­hig­keit mit über 93 Pro­zent der Lö­sungs­pro­duk­te deut­lich ver­bes­sert wer­den.

DER ANA­LY­SIER­TE PRO­DUK­TI­ONS­PRO­ZESS be­inhal­tet gleich meh­re­re An­la­gen­tei­le, die zum Eng­pass wer­den könn­ten.

Bild­quel­le: SCT

ZUR BES­SE­REN ÜBER­SICHT kann das Pla­nungs­er­geb­nis als Gantt Chart dar­ge­stellt wer­den, was ei­ne zu­sätz­li­che Kon­trol­le der Er­geb­nis­se dar­stellt.

ER­MITT­LUNG DES EPEI (Every Part Every In­ter­vall)

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