Ein typisches Beispiel aus der Elektronikfertigung: Ein wichtiger Kundenauftrag soll möglichst schnell ausgeliefert werden. Die Fertigung läuft planmäßig, Material ist verfügbar und alle Maschinen sind frei. Doch kurz vor dem Ende bleibt der Auftrag im Testbereich stehen. Der Grund ist weder eine fehlende Maschine noch ein Materialengpass. Die einzige Mitarbeiterin, die dieses Testsystem bedienen darf, ist gerade an einer anderen Anlage eingesetzt.

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Auf einmal ist das Aufsehen groß: Die Produktionsleiterin ist unzufrieden, da der Auftrag im Testbereich nicht weiterverarbeitet wird. Der Vertrieb macht sich Sorge, dass der Liefertermin nicht gehalten wird. Der Testbereichsleiter sucht hektisch nach einer freien Person.

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Die planende Person entscheidet nach einigen Absprachen, dass ein Auftrag unterbrochen wird, Mitarbeitende werden umgeplant und Prioritäten verschieben sich. Aus einer einzelnen Entscheidung entsteht innerhalb weniger Minuten eine Kettenreaktion, die den gesamten Produktionsplan beeinflusst.

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Genau solche Situationen zeigen, warum moderne Produktionsplanung längst nicht mehr nur Maschinen und Aufträge koordinieren muss. Sie muss das Personal genauso intelligent einplanen. Bereits bei 20 Mitarbeitenden, 50 Maschinen und einigen hundert Aufträgen entstehen Milliarden möglicher Kombinationen aus Personal-, Maschinen- und Reihenfolgeentscheidungen. Kein Mensch kann diese vollständig bewerten. Ein KI-basierter Plan reduziert das Risiko solcher Situationen erheblich. Muss dennoch kurzfristig umgeplant werden, identifiziert der Optimierungsalgorithmus innerhalb weniger Sekunden die beste Alternative.

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Skill-Sets: Der unterschätzte Komplexitätstreiber

Ein gutes Beispiel dafür sind Skill-Sets. In der Elektronikfertigung kann häufig nicht jede Mitarbeiterin oder jeder Mitarbeiter jeden Arbeitsgang übernehmen. Manche sind auf bestimmte Baugruppen spezialisiert, andere auf einzelne Prüfverfahren oder Fertigungsschritte. In vielen Unternehmen geht die Qualifizierung sogar bis auf die Ebene einzelner Produkte. Die passende Person muss also zum richtigen Zeitpunkt verfügbar sein. Damit wird aus einer scheinbar einfachen Personaleinsatzplanung ein hochkomplexes Optimierungsproblem.

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Die nächste Entscheidung: Was tun bei Schichtwechsel?

Noch anspruchsvoller wird es, wenn ein Arbeitsgang länger dauert als eine Schicht. Eine Person beginnt beispielsweise mit der Montage oder Prüfung einer komplexen Baugruppe. Nach acht Stunden endet die Schicht – die Arbeit jedoch nicht.

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Jetzt muss die Planung entscheiden:

• Kann eine andere qualifizierte Person den Arbeitsgang übernehmen?
• Verfügt sie über dieselben Skills?
• Ist eine Übergabe fachlich sinnvoll oder entstehen dadurch Qualitätsrisiken?
• Oder ist es wirtschaftlicher, wenn dieselbe Person den Auftrag am nächsten Tag fortsetzt?

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Diese Entscheidungen beeinflussen Liefertermine, Ressourcenauslastung und letztlich auch die Produktqualität.

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Eine Person, mehrere Maschinen

Auch die Maschinenbelegung ist deutlich komplexer, als sie auf den ersten Blick erscheint. Gerade in Testbereichen der Elektronikfertigung betreut eine Person häufig mehrere Anlagen gleichzeitig. Ein Tester wird beladen, der Prüfprozess gestartet und währenddessen bereits der nächste Prüfplatz vorbereitet.

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Doch auch hier gelten zahlreiche Einschränkungen:  

• Die Arbeitsplätze sollten räumlich nah beieinander liegen.
• Unnötige Laufwege müssen vermieden werden.
• Mitarbeitende sollten möglichst selten zwischen den Bereichen wechseln .
• Maschinen dürfen nicht unnötig still stehen.

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Jede dieser Randbedingungen ist für sich genommen überschaubar. In ihrer Kombination entstehen jedoch unzählige mögliche Belegungsvarianten. Genau diese Vielzahl an Wechselwirkungen macht eine manuelle Optimierung praktisch unmöglich.

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Jede Elektronikfertigung hat ihre eigenen Regeln

Hinzu kommen unternehmensspezifische Besonderheiten. Vielleicht dürfen bestimmte Materialien nicht unmittelbar hintereinander verarbeitet werden. Vielleicht sollen Produktfamilien zusammengefasst werden, um Rüstaufwände zu minimieren. Oder bestimmte Prüfplätze dürfen nur von ausgewählten Mitarbeitenden bedient werden. Jede zusätzliche Regel erhöht die Komplexität der Planung. Was auf den ersten Blick nach einzelnen Ausnahmen aussieht, entwickelt sich schnell zu einem Netz aus hunderten oder sogar tausenden Abhängigkeiten, die gleichzeitig berücksichtigt werden müssen.

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Warum Excel und Bauchgefühl irgendwann nicht mehr ausreichen

Viele Elektronikfertiger beherrschen diese Komplexität heute noch über Erfahrung, Excel-Tabellen oder manuelle Feinplanung, gekoppelt mit vielen Absprachen. Das funktioniert – bis die Variantenvielfalt steigt, kurzfristige Änderungen zunehmen oder qualifiziertes Personal knapp wird.

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Dann wächst die Zahl möglicher Kombinationen so stark an, dass sie sich manuell kaum noch sinnvoll bewerten lässt. Die Folge sind Entscheidungen, die zwar auf den ersten Blick sinnvoll erscheinen, in der Praxis jedoch unerwünschte Nebeneffekte verursachen:

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• Ein Arbeitsgang wird einer Person zugewiesen, die die erforderliche Qualifikation gar nicht besitzt.
• Ein Auftrag kann nach einem Schichtwechsel nicht fortgesetzt werden, weil keine entsprechend qualifizierte Person verfügbar ist.
• Mitarbeitende wechseln ständig zwischen Arbeitsplätzen, anstatt effizient in einem Bereich zu arbeiten – wertvolle Zeit geht durch Laufwege verloren.
• Prüfplätze oder Maschinen stehen trotz voller Auftragsbücher still, weil die Person, mit der richtigen Qualifikation an einem anderen Arbeitsplatz eingeteilt ist
• Rüstvorgänge oder Materialwechsel nehmen unnötig zu, wodurch Kapazitäten verloren gehen und die Produktivität sinkt.
• Kurzfristige Änderungen bringen den gesamten Produktionsplan ins Wanken, weil ihre Auswirkungen auf nachgelagerte Arbeitsgänge kaum noch abzuschätzen sind.
• Liefertermine geraten in Gefahr, obwohl theoretisch genügend Kapazitäten vorhanden wären – sie werden lediglich nicht optimal genutzt.

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Das eigentliche Problem ist also nicht Excel selbst. Es ist die schiere Anzahl an Abhängigkeiten, die heute in einer modernen Elektronikfertigung gleichzeitig berücksichtigt werden müssen. Irgendwann übersteigt diese Komplexität das, was Menschen manuell noch zuverlässig planen können. Genau an diesem Punkt wird eine KI-gestützte Produktionsplanung zum entscheidenden Wettbewerbsvorteil.

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Warum KI hier einen entscheidenden Unterschied macht

Genau hier setzt PAILOT an. Statt einzelne Entscheidungen nacheinander zu treffen, bewertet der Optimierungsalgorithmus tausende mögliche Belegungsvarianten gleichzeitig. Maschinen, Mitarbeitende, Qualifikationen, Schichtmodelle, Materialverfügbarkeit, Rüstzeiten und Liefertermine werden in einem gemeinsamen Optimierungsmodell berücksichtigt.

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Anhand von Qualifikationsmatrizen erkennt das System automatisch, welche Mitarbeitenden für welche Arbeitsgänge infrage kommen. Gleichzeitig bewertet es die Auswirkungen jeder Entscheidung auf den gesamten Produktionsplan. Dadurch entstehen innerhalb weniger Sekunden Pläne, die nicht nur einzelne Engpässe lösen, sondern das Gesamtsystem optimieren.

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Gerade für Elektronikfertiger mit hoher Variantenvielfalt, komplexen Qualifikationsmatrizen und anspruchsvollen Schichtmodellen wird aus einer kaum noch beherrschbaren Planungsaufgabe wieder ein transparenter und belastbarer Prozess. Genau darin liegt der eigentliche Mehrwert KI-gestützter Produktionsplanung: Sie macht die Komplexität nicht kleiner – sie macht sie beherrschbar. Der Unterschied besteht nicht darin, dass KI schneller plant. Der Unterschied besteht darin, dass sie tausende voneinander abhängige Entscheidungen gleichzeitig bewerten kann – etwas, das für Menschen selbst mit viel Erfahrung unmöglich wird.