Produktionsplanung für FMCG: Reihenfolge nach Rüstkosten, nicht nach Fälligkeitsdatum

Die meisten Produktionspläne im FMCG-Bereich sind eine Liste nach Fälligkeitsdatum. Jede Bestellung wird dort eingeordnet, wo sie auf der Linie passt, die sie ausführen kann, und die Rüstvorgänge sind das Ergebnis. Auf einer Linie, die zwölfmal pro Woche umrüstet mit einer gemessenen Medianzeit von 38 Minuten, entscheidet die Reihenfolge über fast acht Stunden Kapazität – und niemand tut das absichtlich.

Der Artikel über Rüststandards behandelte die Verkürzung einzelner Rüstvorgänge. Dieser hier handelt davon, weniger und günstigere Rüstungen zu wählen. Das sind zwei verschiedene Hebel mit unterschiedlichen Verantwortlichen: SMED liegt bei der Linie, das Sequencing beim Planer, und auf den meisten Linien ist der Hebel des Planers größer.

Die Rüstmatrix

Eine Rüstmatrix ist eine Tabelle mit jedem Format oder SKU auf beiden Achsen und in jeder Zelle der gemessene Zeitaufwand, um von der Zeile zur Spalte umzurüsten. Zwölf SKUs ergeben eine 12 × 12-Matrix mit 132 realen Übergängen. Sie ist das mit Abstand nützlichste Dokument, das ein Planer besitzen kann, und die meisten Planer haben noch nie eine gesehen, weil kein System, das sie nutzen, sie erzeugt.

Drei Eigenschaften der Matrix entscheiden, wie sie verwendet wird.

Sie ist asymmetrisch. Hell zu dunkel kostet weniger als dunkel zu hell, weil die Reinigung kürzer ist. Klein zu groß kostet auf vielen Abfüllern weniger als groß zu klein, wegen der Art, wie Rüstungsteile gestapelt werden. Von allergenfrei zu allergenhaltig ist ein Formatwechsel; von allergenhaltig zu allergenfrei ist ein Formatwechsel plus eine validierte Reinigung. Eine Matrix, die annimmt, A→B sei gleich B→A, ist in etwa der Hälfte der Zellen falsch, und der Planer, der danach sequenziert, setzt die teurere Richtung genauso oft wie die günstigere.

Sie muss gemessen, nicht geschätzt werden. Der Standard sagt 25 Minuten für jedes Paar. Die Messung sagt 20 für einige und 45 für andere. Eine geschätzte Matrix ist eine uniforme Matrix, und eine uniforme Matrix sagt dem Planer nichts darüber, welche Reihenfolge zu wählen ist. Die Messung stammt aus denselben stufenbezogenen Rüstdaten, die auch die SMED-Arbeit nutzt: von der letzten guten Einheit bis zur ersten guten Einheit, pro Formatpaar, über genügend Wochen, um jeden Übergang mehrmals zu sehen.

Sie ändert sich. Wenn die SMED-Arbeit greift und die Spreizung zwischen den Schichten schrumpft, werden die Zellen kleiner. Bis es soweit ist, unterscheiden sich manche Zellen je nach Schicht, und die Matrix sollte das abbilden: ein Übergang, der nachts 26 Minuten und tags 52 Minuten benötigt, ist sowohl eine Planungsbeschränkung als auch ein Schulungsproblem. Eine monatlich aus gemessenen Daten aktualisierte Matrix bleibt korrekt; eine einmal im Workshop erstellte Matrix ist im zweiten Quartal bereits veraltet.

Sequenzierungsregeln, die ein Planer von Hand anwenden kann

Sobald die Matrix existiert, erfassen vier Regeln die meisten Einsparungen, und keine von ihnen benötigt Software.

Gruppieren nach Formatfamilie. Bestellungen, die ein Format teilen, verursachen keine Rüstkosten dazwischen. Zwei Bestellungen desselben SKUs mit Fälligkeit Dienstag und Donnerstag, hintereinanderlaufen gelassen, verursachen eine Rüstung statt zwei. Diese Regel allein reduziert häufig ein Viertel der wöchentlichen Rüstvorgänge auf einer hochmixigen Linie.

Innerhalb einer Familie in der günstigen Richtung fahren. Ordnen Sie die Formate vom Übergang, den die Matrix als günstigsten ausweist, bis zum teuersten: hell zu dunkel, klein zu groß, ohne Zusatz zu mit Zusatz. Die teure Gegenrichtung tritt dann einmalig am Ende des Zyklus auf, statt mehrmals pro Woche. Das ist die Idee hinter dem Produkt-Rad und entspricht dem Lesen der Matrix in eine Richtung.

Platzieren Sie die unvermeidlich teure Rüstung dort, wo sie am wenigsten kostet. Jeder Zyklus hat einen langen Übergang, meist den mit einer validierten Reinigung. Platzieren Sie ihn an einer Schichtgrenze, neben einem geplanten Wartungsfenster oder dort, wo die Crew, die ihn am besten kann, antritt. Die Rüstzeit bleibt gleich; die dafür verlorene Kapazität ist geringer.

Fügen Sie Ausnahmen nach der Matrix ein, nicht nach dem Kalender. Eine Promotion- oder Eilbestellung muss irgendwo hin. Wird sie an ihrem Fälligkeitsdatum platziert, kostet sie typischerweise zwei teure Rüstungen, rein und raus. Wird sie neben ihre Formatfamilie gestellt oder dort im Rad eingefügt, wo ihre Übergänge am günstigsten sind, kostet sie eine günstige. Die Regel lautet, den günstigsten Einfügepunkt zu finden, der das Datum noch erfüllt, nicht den frühesten.

Ein Planer mit der Matrix auf dem Schreibtisch und diesen vier Regeln eliminiert oft 25 bis 40% der wöchentlichen Rüstzeit in der ersten Woche, bevor ein SMED-Projekt beginnt.

Der Kompromiss ist real - Service und Bestand

Nach Rüstkosten zu sequenzieren bedeutet, dass einige Bestellungen früher oder später laufen als ihr Fälligkeitsdatum es vorsehen würde. Das hat Kosten, und ein Planer, der das abstreitet, wird im Streit mit dem Supply-Chain-Team verlieren.

Früher laufen erzeugt Bestand: Fertigwaren, die am Dienstag für einen Versandtermin am Donnerstag hergestellt werden, liegen zwei Tage. Später laufen erzeugt Service-Risiko: Eine Bestellung, die ans Ende ihrer Familiengruppe verschoben wird, kann näher an der Deadline fertig werden, als man sich wohl fühlt. Beides ist real, und die richtige Antwort ist, den Kompromiss explizit zu machen statt eine Seite zu wählen.

Stellen Sie drei Zahlen zu jeder Kandidatenfolge: eingesparte Rüststunden, hinzugefügte Bestands- Tage und Bestellungen, deren Fertigstellung sich innerhalb einer Schicht des Fälligkeitsdatums verschiebt. Dann betrachten Sie die Kurve. Auf den meisten Linien kostet der erste Teil der Einsparungen, oft ein Drittel oder mehr der Rüstzeit, fast nichts in Service oder Bestand; er entsteht durch Gruppierung von Bestellungen, die ohnehin am selben Tag fällig waren, und durch Auswahl der günstigen Richtung. Der letzte Teil kostet viel; er entsteht durch Verschiebung von Bestellungen um Tage von ihren Terminen, um ein Rad zu komplettieren. Die meisten Werke sollten die erste Hälfte der Kurve nehmen und dort stoppen, und der Planer sollte zeigen können, wo der Plan auf der Kurve liegt.

Der Punkt ist nicht, dass Rüstungen immer vorteilhaft sind. Der Punkt ist, dass der Kompromiss derzeit standardmäßig zugunsten der Fälligkeitsliste getroffen wird, von einem Planer, dem nie gezeigt wurde, was das kostet.

Kampagnen, Räder und das Promo-Problem

Ein Produkt-Rad ist eine feste, wiederkehrende Reihenfolge: dieselben Formate in derselben Reihenfolge in jedem Zyklus, mit Zykluslänge bestimmt durch die Nachfrage. Räder haben zwei Vorteile, die leicht unterschätzt werden. Rüstvorgänge werden vorhersehbar, sodass Crews darin schneller werden und die Checkliste für Bereitstellung jedes Mal dieselbe ist. Und die Aufgabe des Planers verschiebt sich vom Erfinden einer Reihenfolge jede Woche hin zum Einpassen von Volumina in eine bekannte Reihenfolge.

Sie haben eine Schwäche, die jeder FMCG-Planer kennt: Die erste Promotion bricht das Rad. Ein Händler zieht eine Display-Bestellung vor, eine neue Variante startet, ein Ausfall beim Wettbewerber verdoppelt die Nachfrage für ein SKU, und die feste Reihenfolge kann das nicht aufnehmen. Die Werke geben dann entweder das Rad ganz auf und kehren zur Fälligkeitsliste zurück oder führen die Promo-Bestellung dort aus, wo sie landet, und bezahlen zwei teure Rüstungen.

Die praktische Antwort ist ein Hybrid. Ein Rad für die Basislast, die meist 70 bis 80% des Volumens ausmacht und stabil genug ist, um wiederholt zu werden. Ausnahmen werden nach der Matrix sequenziert und an den günstigsten Punkt eingefügt, der das Datum erfüllt. Und es gibt eine Regel, wann die Ausnahmen so groß sind, dass man das Rad neu schneidet, statt sie anzubringen. Das Rad liefert Vorhersehbarkeit; die Matrix behandelt, was das Rad nicht kann.

Beispielrechnung

Die in dieser Serie verwendete Verpackungslinie, eine Woche, zwölf Bestellungen über sechs Formate: drei A, je zwei B, C, D und E und ein F. Die Vorwoche endete mit einem D-Lauf. Die unten stehende Matrix ist illustrativ.

A bis D sind Standardformate; E und F sind die allergenhaltigen Formate: 25 bis 40 Minuten zum Betreten, 85 bis 100 zum Verlassen wegen der validierten Reinigung. Die Matrix ist überall asymmetrisch: Das "Hinab" durch die Standardfamilie (A→B→C→D) kostet 20 bis 25 Minuten pro Schritt; das Zurücksteigen kostet 35 bis 45.

Fälligkeitsreihenfolge. Bestellungen dort platziert, wo ihre Daten fallen: A, B, A am Montag; C, D am Dienstag; B, D, A am Mittwoch; E, C am Donnerstag; F, E am Freitag. Zwölf Rüstvorgänge, wobei der Wechsel von der Vorwoche D gezählt wird, mit zwei Eintritten in die allergenen Formate und einem validierten Austritt mitten in der Woche. Insgesamt: 7,6 Stunden.

Matrix-Reihenfolge. Dieselben Bestellungen an denselben Tagen, innerhalb jedes Tages neu geordnet: A, A, B am Montag; C, D am Dienstag; D, A, B am Mittwoch; C, E am Donnerstag; E, F am Freitag. Die Familie läuft zweimal von A nach D herunter, und die allergenen Bestellungen laufen zusammen am Ende der Woche, einmalig betreten. Neun Rüstvorgänge. Insgesamt: 4,6 Stunden, und der eine allergene Austritt erfolgt während der geplanten Wochenendreinigung statt mitten in der Woche.

Die Kosten. Keine, die das Supply-Chain-Team spüren wird. Jede Bestellung läuft noch am Fälligkeitstag, also werden keine Bestände hinzugefügt und der Service bleibt unverändert. Der Plan liegt am günstigen Ende der Kompromisskurve, wo die Einsparung aus dem Zusammenlegen von Bestellungen mit demselben Fälligkeitstag und dem Wählen der günstigen Richtung resultiert.

Die Promo-Variante. Ein Händler schiebt eine E-Format-Display-Bestellung nach vorn, die am Donnerstag versendet wird. Wird sie aus Gewohnheit einen Tag früher, am Mittwoch zwischen den A- und B-Läufen, platziert, kostet sie A→E (35) plus E→B (95), minus das A→B, das sie ersetzt (20): 110 Extra-Minuten. Nach der Matrix eingesetzt, vorne im Allergenblock am Donnerstag, kostet sie gar nichts zusätzlich; der Block läuft eine Bestellung länger und die Bestellung wird trotzdem rechtzeitig verschickt. Wenn das Datum wirklich den Block nicht abwarten kann, ist der günstigste frühere Slot direkt nach dem D-Lauf am Mittwoch: D→E (25) plus das Clean zurück zu A (95), minus das D→A, das ersetzt wird (45), 75 Extra-Minuten.

Drei Stunden pro Woche Rüstzeit durch reines Sequencing zurückgewonnen, ohne Änderung auf der Fläche und ohne Verschiebung einer Bestellung auf einen anderen Tag. Das entspricht dem Resequencing-Schritt im Rüstartikel und ist der Anteil des Planers am Rüstverlust.

Wie Fabrico das macht

Fabrico's Manufacturing Performance Platform (MES, OEE, CMMS & AI) baut die Rüstmatrix vom Boden auf und legt sie in den Scheduler. Die Matrix ist der schwierige Teil und der Teil, den kein Planungssystem erzeugt, weil Planungssysteme Rüstvorgänge nicht messen.

Die Matrix ist gemessen und bleibt aktuell. Jeder Rüstvorgang wird vom OEE-Modul von der letzten guten Einheit bis zur ersten guten Einheit erfasst, nach Formatpaar und nach Schicht, mit Stufen, die per Computer Vision getrennt werden. Die Matrix wird aus diesen Daten zusammengesetzt und aktualisiert, wenn SMED greift und die Zellen schrumpfen. Wo ein Übergang noch von der Schicht abhängt, sieht der Scheduler beide Werte.

Der Scheduler sequenziert danach. Das Produktionsplanungsmodul ordnet Bestellungen nach gemessenen Rüstkosten in jeder Richtung, gruppiert Formatfamilien, platziert den teuren Übergang an einer Schichtgrenze oder einem geplanten Clean und fügt Ausnahmen an dem günstigsten Punkt ein, der das Datum erfüllt. Es hält ein Basis-Rad für die stabile Last und sequenziert die Ausnahmen darum herum.

Der Kompromiss wird angezeigt, nicht verborgen. Für jede Kandidatenfolge zeigt der Scheduler Rüststunden, hinzugefügte Bestands-Tage und Bestellungen innerhalb einer Schicht vor ihrem Fälligkeitsdatum, abgestimmt auf die eigenen Lager- und Service-Regeln der Anlage, sodass der Planer dem Supply-Chain-Team zeigen kann, wo der Plan auf der Kurve liegt.

Das Finanzmodul bewertet die Sequenz. Mit Verkaufspreis und Marge einmal pro SKU erfasst, wird eine Sequenz auch als Marge angezeigt: Eine vermiedene Rüstung vor einer hochmargigen Serie ist mehr wert als eine vor einer niedrigmargigen, und der Scheduler reiht Kandidaten entsprechend.

Der Boden bestätigt die Matrix. Wenn die Rüstung ausgeführt wird, zeichnet das OEE-Modul auf, wie lange sie tatsächlich dauerte, und die Matrix lernt. Eine Zelle, die konstant über ihrem Wert bleibt, wird markiert, so lässt sich ein SMED-Projekt für ein Formatpaar in Dollar durch AI-Actionable-Insights rechtfertigen.

Replanning nutzt dieselbe Matrix. Wenn eine Linie mitten in der Woche ausfällt, werden die Umleitungsoptionen in der Replanning-Ladder mit denselben gemessenen Übergängen bewertet, sodass eine Rettungsmaßnahme nicht stillschweigend zwei teure Rüstvorgänge kostet.

Der Planer hört auf, die Rüstvorgänge zu erben, die die Fälligkeitsliste produziert, und beginnt, sie auszuwählen.

Häufig gestellte Fragen

Was ist sequence-dependent setup? Ein Rüstvorgang, dessen Dauer davon abhängt, was vorher lief und was danach läuft, statt einer festen Zeit. Fast alle FMCG-Rüstvorgänge sind sequenzabhängig, weshalb die Produktionsreihenfolge die Rüststunden bestimmt und weshalb eine Rüstmatrix zum guten Planen nötig ist.

Was ist ein product wheel? Eine feste, wiederkehrende Produktionsfolge, in der Formate in jedem Zyklus in derselben Reihenfolge laufen, so gewählt, dass jeder Übergang günstig ist. Sie macht Rüstvorgänge vorhersehbar und Crews schnell und braucht eine Regel zum Einfügen von Ausnahmen, weil Promotionen und Eilaufträge sonst nicht ins Rad passen.

Wie reduziert man Rüstvorgänge im FMCG? Zwei Hebel: Jeden einzelnen kürzer machen (SMED auf dem Boden) und weniger und günstigere planen (Sequencing durch den Planer). Sequencing anhand einer gemessenen Rüstmatrix entfernt typischerweise 25 bis 40% der wöchentlichen Rüstzeit, bevor ein SMED-Projekt startet.

Soll man nach Fälligkeit oder nach Rüstkosten sequenzieren? Nach Rüstkosten innerhalb der Grenzen von Service und Bestand, wobei der Kompromiss explizit gemacht wird. Der erste Teil der Rüstein-sparungen kostet meist fast nichts im Service; der letzte Teil kostet viel. Die meisten Werke sollten die erste Hälfte nehmen und zeigen, wo der Plan auf der Kurve liegt.

Was ist campaign planning? Aufeinanderfolgendes Ausführen von Bestellungen mit denselben oder ähnlichen Formaten in einem Block oder einer Kampagne, um Rüstvorgänge zu minimieren, meist in einem wiederkehrenden Zyklus. Es ist der Planungsname für die oben genannte Gruppenregel und tauscht Rüstzeit gegen Bestand.

Sehen Sie Ihre Matrix

Wenn das Planungssystem für jedes Formatpaar eine einzige Rüstzeit hat, wird der Zeitplan auf einer uniformen und falschen Matrix aufgebaut und die Reihenfolge kostet Stunden, die niemand zählt. Vier Wochen gemessener Rüstvorgänge liefern die reale Matrix, und die erste Woche, die danach sequenziert wird, zeigt, was die Fälligkeitsliste gekostet hat.

Der Pilot mit fixem Umfang macht das auf einer Linie: sechs Wochen, jede Rüstung gemessen nach Formatpaar und Schicht mit einem Industriesensor und Hub, installiert mit Ihrem Team und Computer Vision an den Rüststationen, die gemessene Matrix in der Auslese und eine Woche, die nach ihr neu geordnet ist als Vorher-Nachher, mit dem Effekt auf Service und Bestand neben den eingesparten Stunden. Die Gebühr ist fix und wird bei Rollout voll auf ein erstes Jahresabonnement angerechnet. Der Pilot läuft auf Fabrico's Manufacturing Performance Platform (MES, OEE, CMMS & AI), die Maschinendaten, OEE- und Verlustanalyse, Produktionsplanung, SKU-niveau Output-Wert und Instandhaltung in einem System verbindet, sodass die Matrix, nach der der Planer sequenziert, die ist, die der Boden misst.

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