Produktionsbelegung und Aufwandsabschätzung

Bei Beton Kemmler soll die Umlauffertigung individuell geplanter Betonfertigteile datenbasiert unterstützt werden. Ziel ist die KI-gestützte Prognose von Taktdauern vor allem beim Einmessen, Armieren und Betonieren, um damit eine effizientere Palettenbelegung zu ermöglichen. So soll die Grundlage für eine objektivere Tischkoordination unter technischen, kapazitiven und wirtschaftlichen Restriktionen geschaffen werden.

Problem- und Zielbeschreibung

Die Belegung und Reihenfolgeplanung in der Umlauffertigung erfolgt heute erfahrungsbasiert. Durchsatz und Termintreue hängen zugleich von Faktoren wie Palettenbelegung, Bearbeitungszeiten, Härtezeiten und Betonwechseln ab. Diese Zusammenhänge werden bislang nicht automatisiert in einem gemeinsamen Planungsmodell bewertet.

Im Rahmen des Exploring Projects wurde daher ein Prototyp entwickelt, welcher mittels trainierter KI-Modelle die Produktionsleistung und Taktdauer prognostiziert. Dies ermöglicht eine gleichmäßigere Auslastung der Produktionsstationen und vermeidet Engpässe und Lieferverzögerungen. Die dadurch entstehende datenbasierte Produktionsplanung sorgt für eine effizientere und ressourcenschonendere Produktion. Im Ergebnis schafft der Prototyp eine nachvollziehbare Entscheidungsgrundlage für die zukünftige teilautomatisierte Produktionsplanung.

Detaillierter Projektablauf

Zunächst wurden historische Produktionsereignisse, Betonelementdaten sowie technische Prozessregeln analysiert. Daraus wurde eine prototypisches System entwickelt, um relevante Produktions- und Betonelementdaten strukturiert auszulesen und auszuwerten. Anschließend wurde aus diesen Daten Bearbeitungszeitmodelle für die zentralen Arbeitsstationen trainiert, welche die geschätzten Taktdauern ausgeben. Parallel dazu wurde eine Simulation der Fertigungsstraße entwickelt, die die Abfolge der Arbeitsstationen auf Basis der Prozessregeln abbildet. Auf dieser Grundlage bewertet ein Optimierer verschiedene Palettenreihenfolgen und -belegungen. Die Ergebnisse werden anschließend in einer Webanwendung dargestellt.

Der damit entwickelte Prototyp schafft die Grundlage, die bislang erfahrungsbasierte Planungsentscheidung, durch eine reproduzierbare und evidenzbasierte Methode zu ersetzen.

Projektnutzen

• Datenbasierte Prognose der produzierbaren Fläche anhand KI-gestützter Stationszeitschätzung und Produktionssimulation
• Reduzierung der Abhängigkeit von ausschließlich erfahrungsbasierten Entscheidungen durch vergleichbare, reproduzierbare Planvarianten
• Verbesserung der Kapazitätsplanung und gleichmäßigere Auslastung der Produktionsstraße
• Frühzeitige Identifikation potenzieller Produktionsengpässe und Lieferverzögerungen
• Effizienterer Einsatz von Zeit, Material und personellen Ressourcen

Finanziert durch