PSImetals Planning von der strategischen bis zur operativen Ebene
Optimierte und voll integrierte Supply-Chain-Management-Prozesse von der strategischen bis zur operativen Planung sind eine große Herausforderung für integrierte Stahlwerke. Die Komplexität der zu lösenden Aufgaben erhöht sich noch, wenn die Produktion für mehrere Standorte abzustimmen ist. Die hierbei verfolgten Hauptziele sind die Verbesserung der Lieferbereitschaft für den Kunden bei gleichzeitiger Reduzierung von Vorlaufzeiten und Beständen, die Optimierung der Anlagenauslastung sowie das Ermöglichen wettbewerbsfähiger Verkaufspreise bei geringstmöglichen Produktions- und Bereitstellungskosten. Durch den Einsatz von PSImetals für alle Planungsbereiche konnte Erdemir eine erhebliche Verbesserung dieser Kennzahlen realisieren.
Als integrierter Stahlhersteller produziert Erdemir an zwei 665 km auseinanderliegenden Produktionsstandorten Flachund Langstahlprodukte. Viele Produkte können an beiden Standorten hergestellt werden. Die folgenden Geschäftsprozesse wurden nahtlos in eine beide Standorte abdeckende Gesamtlösung integriert. Dazu gehören Bedarfsprognosen zur Generierung von Auftragsprognosen auf der Grundlage historischer Daten und Kundenanfragen; die Absatz- und Produktionsgrobplanung zur Auswahl der wirtschaftlichsten Auftragszuordnung unter Berücksichtigung von Kosten, Kapazitäten und Brammenbedarfen; die Material- und Auftragsdurchlaufplanung mit der Aufgabe der Kapazitätsund Kampagnenoptimierung; die Kapazitäts- und Terminplanung zum Abgleich der verfügbaren Anlagenkapazität mit den offen Auftragsbedarfen und Nettobedarfsermittlung sowie die Anlagenprogrammplanung zur Optimierung operativer Pläne einschließlich Kampagnenkonfigurationen und komplexer Reihenfolgeregeln.
Die bei Erdemir eingesetzte Lösung PSImetals Planning besteht aus hoch konfigurierbaren Planungsmodulen, die alle oben genannten Geschäftsprozesse komplett abdecken. Mit ihnen werden die verschiedenen Planungsprozesse der Erdemir Supply Chain optimiert.
Folgende Herausforderungen galt es mit PSImetals zu bewältigen:
Absatz- und Produktionsgrobplanung: Im Werk Erdemir übertrifft die tägliche Produktionskapazität des Warmwalzwerkes die der Gießanlagen um 50 Prozent. Um die volle Walzkapazität ausschöpfen zu können, müssen zusätzlich Brammen vom Standort Isdemir oder von externen Lieferanten bereitgestellt werden. PSImetals legt die wöchentlichen Brammenbedarfe fest und berücksichtigt dabei aktuelle Bedarfsanforderungen und Gießkapazitäten.
Material- und Auftragsdurchlauf-Planung: Der tägliche Material-Mix für jedes Werk muss entsprechend der Kundenund Produktionsanforderungen sowie deren Auswirkungen auf den Materialfluss an den vor- und nachgelagerten Anlagen ermittelt werden. Am Standort Erdemir werden z.B. Kampagnen für die Warmbandstraße für 15 Tage erzeugt. Das generelle Breitenprofil der darin enthaltenen Coffins muss abnehmen, so dass sehr dünnes Material nur in einem schmalen Zeitfenster am Ende einer solchen Kampagne und unter Berücksichtigung zugehöriger Lieferzeiten produziert werden kann. Am Standort Isdemir müssen zusätzliche Durchmesser- Kampagnen für die Drahtstraße berechnet werden, da sie die vorgelagerte Planung für die Knüppelgießanlage direkt beeinflussen.
Kapazitäts- und Terminplanung: Zur Erhöhung der Warmeinsatzquote am Standort Isdemir ist eine enge Synchronisation der Pläne für Warmwalzwerk und Gießmaschinen erforderlich. Eine „Pull-Push“-Planungsstrategie identifiziert zuerst für den Warmeinsatz geeignete Coffins und leitet deren Produktionsdaten zur Caster Planung weiter („Pull“). Unter Berücksichtigung dieser Daten werden die Stranggieß-Sequenzen erzeugt und der Materialbedarf prognostiziert. Abschließend werden die Warmwalzpläne basierend auf Halbfertigprodukten und der Materialprognose neu berechnet („Push“).
Um verlässliche quantitative Prognosen zu erhalten, generiert PSImetals kollaborative Auftragsprognosen auf der Grundlage von historischen und aktuellen Auftragsdaten, einschließlich Informationen bzgl. Kunde, Branche und Produktgruppe. Unter Anwendung von Prognosebäumen sowie modernster Prognose-Aggregations-/ Disaggregations-Techniken werden die benötigten Auftragsvolumen für die nächsten sechs Monate auf wöchentliche Prognosemengen für jede Produktfamilie verteilt.
Erdemir erreichte durch Einsatz von PSImetals eine verbesserte Sichtbarkeit der zu erwartenden Nachfrage auf den verschiedenen Aggregationsebenen. Zuverlässige Prognosemengen bilden eine verbesserte Eingangsdatenbasis für die Absatz- & Produktionsgrobplanung. Die webbasierte Lösung ermöglicht die gleichzeitige Systemnutzung durch viele Anwender, wobei jeder Key Account Manager für seine eigenen Kunden zuständig ist.
Auf der Grundlage prognostizierter und bestätigter Aufträge sowie von Auftragsanfragen erstellt PSImetals innerhalb der Auftrags- & Produktionsgrobplanung den profitabelsten Kapazitätsverteilungsplan für beide Werke. PSImetals stimmt Kapazitäten und Kosten vor dem Hintergrund erzielbarer Verkaufspreise ab, trifft eine Auftragsauswahl und generiert auf Produktfamilienebene einen wöchentlichen Ablauf- oder Kapazitätsplan für die nächsten sechs Monate.
Durch die Modellierung von Erdemir’s Supply Chain mit PSImetals unter Berücksichtigung von Vorlaufzeiten und verfügbaren Kapazitäten aller Aggregate konnte die Liefertermintreue verbessert werden; Liefertermine sind nun höchst zuverlässig. Die Optimierung der Kapazitätsverteilung unter Berücksichtigung von alternativen Produktionswegen, unterschiedlichen Auftrags-/Anlagenproduktionskosten und Verkaufspreisen und schließlich auch die Möglichkeit der Ablehnung nicht profitabler Bestellungen hat den Gesamtprofit erhöht.
Zum Ausschöpfen der vollen Walzkapazität müssen zusätzliche Brammen von externen Lieferanten gekauft werden. Vor einem Einkauf zusätzlicher Brammen müssen alle vorhandenen Brammen den vorhandenen Aufträgen zugeordnet werden. Die Bestandsoptimierung in PSImetals regelt die optimale Zuordnung des Materials aus dem Brammenlager zu den Aufträgen. Die daraus resultierenden Zuordnungen bilden den täglichen Input für die Prozesse der Material- und Auftragsdurchlauf Planung, der Terminund Kapazitätsplanung, sowie der Anlagenprogrammplanung.
Mit PSImetals wird der Stahl nun zugeordnet, wann und wo er tatsächlich benötigt wird, unmittelbare Verbesserungen hinsichtlich Effizienz, Transparenz und Termintreue sind die direkte Folge. Der Prozess der Materialzuordnung konnte verkürzt und in seiner Qualität erheblich verbessert werden. Darüber hinaus konnte die Menge nicht zugewiesener Brammen reduziert und die Auftragserfüllung somit erhöht werden.
Unter Berücksichtigung der bestätigten Produktionsaufträge für jedes Werk erzeugt PSImetals einen täglichen Durchlaufplan gruppiert nach Produktfamilien mit einem Horizont von ein bis zwei Monaten. Dieser Durchlaufplan optimiert die Lastverteilung für jedes einzelne Werk unter Berücksichtigung von Lieferleistung, Vorratsmengen und weiteren Anforderungen hinsichtlich des Anlagendurchsatzes. Andere Eingaben sind die Bestände an Halbfertigerzeugnissen, fixierte Kapazitätsvolumen für bereits freigegebene Pläne, Routen von Produktfamilien sowie produktionsspezifische Einschränkungen (Mengenziele zum Monatsende, Transportbeschränkungen etc.). Daraus resultierende tägliche Produktströme für die einzelnen Anlagen bilden die Eingaben für die stückbasierte Termin- und Kapazitätsplanung.
Aufgrund der verbesserten Abstimmung der verfügbaren Kapazität aller Aggregate und der Vermeidung von Engpässen wurden die Vorlaufzeiten verkürzt und die Liefertermintreue verbessert. Durch die Überwachung verschiedener Geschäfts-Kennzahlen (KPI’s) werden aufkommende Probleme wie Kapazitäts- oder Terminprobleme für bestimmte Aufträge frühzeitig erkannt. Die verbesserte Bestandskontrolle für Zwischen- und Endprodukte führte zu weniger ungeplanten Verzögerungen aufgrund fehlenden Materials.
Auf Basis des täglichen Produktflusses für jede Anlage erzeugt die Termin- und Kapazitätsplanung von PSImetals Planning stückbasierte Produktionstermine für alle Anlagen mit einem Horizont von vier bis sechs Wochen und synchronisiert diese über das gesamte Werk. Komplexe technische Beschränkungen, die zu einer Verschiebung von Fälligkeitsterminen von mehr als nur einigen Tagen führen (z.B. Stützwalzenkampagnen der Warmbandstraße) werden ebenfalls berücksichtigt. Die Kapazitäts- und Terminplanung liefert realistische Liefertermine für den gesamten Auftragsbestand sowie verlässliche Sollproduktionstermine für die Anlagenprogrammplanung.
Da PSImetals Prozesseinschränkungen von Engpassanlagen, aber auch schwerwiegende Prozess- oder Kampagneneinschränkungen (bei Gießmaschinen und Walzwerken) berücksichtigt, wurde die Sichtbarkeit der „Coffin“-Abfolge in der Warmbandstraße sowie die der Abfolgen von Gießformen und Gießrinnen verbessert. Durch das frühzeitige Erkennen von Warmeinsatzmöglichkeiten und deren Vorgabe als Zielwerte für die Detailplanung wurde die Warmeinsatzquote erhöht.
Zum Erzeugen optimaler detaillierter Pläne auf Stückebene je Anlage für die nächsten Schichten/Tage berücksichtigt die Anlagenprogrammplanung von PSImetals alle technischen Beschränkungen wie beispielsweise Wechsel der Stahlmarke, Breitensprünge etc. und versucht, vorgegebene Produktionstermine einzuhalten. In der Praxis erweisen sich die von PSImetals automatisch erzeugten Programme als bereit für die Produktionsfreigabe und -durchsetzung; einzig einige wenige manuelle Nacharbeiten sind für sehr spezifische Anlagenszenarien erforderlich.
Durch den hohen Automatisierungsgrad bei der Erzeugung von Anlagenprogrammen mit PSImetals, wurde der Zeitbedarf, um die Programmpläne zu erstellen, wesentlich reduziert. Im Notfall ermöglicht die sehr schnelle Umplanung das Vermeiden von Produktionsstillständen. Auch der Zeitbedarf für die Schulung neuer Planer wurde reduziert, da alle Regeln standardisiert wurden und das System grafische bzw. Texthinweise bei Regelverletzungen bietet.
Alle Planungsfunktionen von PSImetals werden seit Herbst 2011 erfolgreich im täglichen Geschäft genutzt. Die Lösung integriert Erdemir’s gesamte Supply Chain und ermöglicht ein direktes Zusammenspiel der unterschiedlichen Geschäftsprozesse von der strategischen bis zur operativen Ebene. Darüber hinaus wurden die Bedarfs- und Absatzplanungsprozesse vereinheitlicht, Gewinne gesteigert und Synergieeffekte zwischen beiden Werken genutzt. Jedes Werk kann mit der Lösung stärker automatisiert, transparenter und effizienter betrieben werden. Zukünftige Ereignisse sind schneller sichtbar und der Planungsabteilung bleibt mehr Zeit für Simulationen und Ergebnisanalysen. Personelle Engpässe wurden abgebaut, da technisches Know-how in PSImetals übertragen wurde und dadurch allen Benutzern zugänglich ist. Und schließlich konnte Erdemir durch den Einsatz von PSImetals seine Planungskennzahlen für Kundenservice, Bestände und Planungsqualität deutlich verbessern.
Autoren:
Zafer Uysal & Ahmet Gümüs, Production Planning Department EREĞLİ DEMİR ve ÇELİK FABRİKALARI T.A.Ş. Kdz.Ereğli/Zonguldak, Turkey
Nazmi Sarikaya, İsdemir Production Scheduling Chief İskenderun Iron & Steel Co. İskenderun/ HATAY, Turkey
Robert Jäger & Mehmet Kaya, PSI Metals
Die Erdemir Gruppe mit ihrer Muttergesellschaft Ereğli Demir ve Çelik Fabrikaları T.A.Ş ist das größte türkische Industrieunternehmen und gleichzeitig der größte Flachstahlproduzent der Türkei. Die Gruppe produzierte in 2011 7,5 Mio. Tonnen Rohstahl, verkaufte 6,7 Mio. Tonnen Fertigmaterial und erzielte einen Umsatz von 8,921 Mrd. TL.
Als integriertes Hüttenwerk produziert Erdemir an zwei 665 km entfernten Standorten Flach- und Langstahlprodukte. Das Werk in Kdz. Ereğli produziert Flachprodukte. Die Erdemir Tochter Isdemir unterhält das zweite Werk am Standort İskenderun und produziert Langprodukte wie Knüppel und Walzdraht, aber auch Flachprodukte wie Brammen und warmgewalzte Coils. Zu den wichtigsten Produktionsanlagen gehören:
Erdemir liefert Produkte für Branchen wie Automobil, Elektrotechnik und Elektronik, Energie, Maschinenbau, Schiffbau, Schwerindustrie, Sicherungstechnik und Verpackung.
