Automatisierte Produktionsplanung (APS)
Gründer und CEO der Shyftplan GmbH Jan-Martin Josten spricht im Podcast über Herausforderungen und KI-gestützte Lösungen in der Schichtplanung
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Wer im Schichtbetrieb arbeitet, kennt das Problem: Der Schichtplan hängt als handgeschriebener Zettel an der Wand und der erfahrenste Planer trägt das gesamte Wissen im Kopf. Wenn er ausfällt? Steht im schlimmsten Fall die Produktion still. Schichtplanung mit KI bietet einen Ausweg aus dieser Situation. Intelligente Algorithmen übernehmen die Koordination von Hunderten oder Tausenden Mitarbeitenden, berücksichtigen Qualifikationen, Wünsche und gesetzliche Auflagen und liefern in Sekunden einen optimierten Plan. Was das konkret bedeutet und wie mittelständische Unternehmen den Einstieg in eine KI-gestützte Planung schaffen, erklärt Jan-Martin Josten, Gründer und CEO der Shyftplan GmbH, im L-mobile Podcast „Zukunft KMU”.
Eine effiziente Schichtplanung zu erstellen, klingt einfacher, als es ist. Wer noch nie in einem Schichtbetrieb gearbeitet hat, unterschätzt schnell, was für eine Vielzahl an Variablen gleichzeitig bei der Planung berücksichtigt werden muss.
Maschinen lassen sich deterministisch planen, Menschen jedoch nicht. Die Gründe sind simpel. Mitarbeitende dürfen nur zu bestimmten Zeiten arbeiten, haben Urlaubsansprüche, werden krank, bringen unterschiedliche Qualifikationen mit und haben außerdem persönliche Wünsche, was die Arbeit angeht. Gleichzeitig schwankt die Nachfrage in der Produktion. Mal werden mehr Kapazitäten gebraucht, mal weniger. Das Ergebnis dieser Gleichung ist entweder Über- oder Unterdeckung. Beides kostet das Unternehmen bares Geld. Jan-Martin Josten bestätigt das: „Die richtigen Leute zu planen ist bei schwankendem Angebot und schwankender Nachfrage super schwierig. Für den Schichtplaner ist es die Aufgabe, mit der gleichen Ressource möglichst viel Arbeitsoutput zu planen, gleichzeitig keine Arbeitszeitverletzungen zu riskieren und auf die Wünsche der Leute einzugehen.”
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Starre Schichtrotationen lassen Mitarbeitenden wenig Spielraum für persönliche Bedürfnisse. Die Einteilung des Personals in Früh-, Spät- oder Nachtschicht ist fix und nicht verhandelbar. Wer Freitagabend zum Fußballspiel seines Kindes möchte oder am Samstag einen Ausflug plant, hat einfach Pech. In Zeiten des Fachkräftemangels ist das ein ernstes Problem.
„In der Forschung haben wir uns in Deutschland schon relativ lange damit beschäftigt, wie man das Ganze flexibler machen und irgendwie auf die Leute eingehen kann.“ erklärt der CEO. Konzepte wie Bringschichten gibt es bereits. „Warum macht das heutzutage fast keiner? Weil es verdammt aufwendig ist,“ bestätigt Josten. Ein Beispiel verdeutlicht die Komplexität des Ganzen: Bei gerade einmal zwei Schichten im Monat, bei denen die Mitarbeitenden ein zehntel aller Schichten frei koordinieren dürfen, fallen bei 2.000 Mitarbeitenden 4.000 Schichten pro Monat und fast 50.000 Schichten im Jahr an, die irgendjemand koordinieren muss. „Wenn du das nicht systemgestützt machst, ist das Wahnsinn,“ macht Josten klar.
Schichtplanung mit KI bezeichnet den Einsatz nicht-linearer, nicht-deterministischer Algorithmen, die aus einer Vielzahl von Eingabedaten, z. B. Personalverfügbarkeit, Qualifikationen, Bedarfsprognosen oder gesetzlichen Auflagen, in kurzer Zeit den mathematisch optimalen Schichtplan berechnen.
Für den Endanwender ist es meistens zweitrangig, welche Technologie hinter der Lösung steckt. Josten sieht das Ganze pragmatisch: „Wenn wir unsere Kunden fragen, ob sie die Schichtplanung mit KI automatisieren wollen oder nicht, schauen die uns an und sagen: Mir vollkommen egal, wie ihr das macht, das Produkt ist das richtige.” Entscheidend ist immer das Ergebnis: Ein Schichtplan, der aufgeht, der Auflagen einhält und der sich bei Bedarf schnell anpassen lässt.
Als Faustregel gilt: Ab etwa 50 bis 100 Mitarbeitenden rechnet sich automatisierte Schichtplanung deutlich. Unterhalb dieser Schwelle ist eine manuelle Planung oft ausreichend. Anders sieht es aus, wenn die Komplexität der Auflagen steigt. Unternehmen mit strengen Reporting-Pflichten, etwa Raffinerien oder zertifizierungspflichtige Betriebe, profitieren bereits ab 20 Mitarbeitenden von einer systemgestützten Lösung für die interne Schichtplanung.
Sämtliche Daten für die Planung sind in den meisten Produktionsbetrieben bereits vorhanden. Die Frage ist, wo sie zu finden sind und wie man sie einfach nutzbar macht. Für eine funktionierende Schichtplanung mit KI braucht es im Grunde primär zwei Informationsquellen, die in unterschiedlichen Systemen hinterlegt sind.
| Datenquelle | Inhalt | Typisches System |
|---|---|---|
| Bedarfsplanung | Wie viele Mitarbeitende werden wann gebraucht? | ERP, MES, APS |
| Personalstammdaten | Wer ist verfügbar, qualifiziert und einsetzbar? | HCM-System, HR-Akte |
Die Verbindung zwischen Bedarfsplanung und Personalverwaltung herzustellen, ist der entscheidende Schritt. Digitale Schnittstellen sind hier der Schlüssel. Die Integration zu einem ERP-System, einem APS-System wie L-mobile APS oder einem MES ersetzen manuelle Aufwände, indem Daten nicht mehr händisch gesucht und übertragen werden müssen. Stattdessen können sie jederzeit einfach, schnell und zentral abgerufen werden. Die Verknüpfung der einzelnen Systeme ist deshalb ein Muss. Denn wer Daten manuell zwischen Systemen überträgt, riskiert Fehlerquellen und einen deutlichen Mehraufwand, also genau das, was eine automatisierte Schichtplanung verhindern soll.
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Bei all dem Hype um KI-gestützte Systeme stellt sich die Frage, welchen Mehrwert KI in der Schichtplanung tatsächlich bietet. Laut Josten können Unternehmen im Durchschnitt mit einem ROI Faktor 3 für jeden in Shyftplan investierten Euro rechnen, inklusive Change Management und Implementierung.
In komplexen Projekten, in denen Unternehmen ihre Schichtmodelle grundlegend neu denken, sind zweistellige Millioneneinsparungen pro Jahr möglich. Josten betont dabei einen wichtigen Grundsatz: „Wenn man schlechte Prozesse digitalisiert, werden diese nicht besser –man hat dann eben ein schlechtes digitales System. Wer aber sagt, das ist meine Chance, Prozesse neu zu denken und Mitarbeiter zu involvieren, dann wird das auf einmal ein richtig geiles Projekt.”
Neben diesen eindeutigen monetären Kennzahlen gibt es Effekte, die sich schwerer messen lassen, die aber genauso stark zu spüren sind. Josten erzählt von einem Mitarbeiter in einer Pilotfabrik, der nach zwei Monaten in der Projektgruppe das Wort ergriff. Der Grund: Durch die neue Schichtplan-App konnte seine Frau jederzeit auf dem Smartphone sehen, wann ihr Mann für eine Schicht eingeteilt ist. Die berühmten Gartenpartys der beiden, die früher nicht planbar waren, seien so wieder möglich geworden. „Ich hätte das niemals auf die Liste der Dinge gesetzt, die am Ende zum Erfolg beitragen. Deswegen erzähle ich diese Anekdote so gerne, denn sie zeigt, welche ungeahnten Folgen es hat, wenn du die Leute wirklich in den Prozess abholst.”
Ein weiterer Kunde berichtete Josten, dass er ohne Shyftplan eine massive Vertragsstrafe hätte zahlen müssen: „Er sagte, hätten sie Shyftplan nicht im Einsatz gehabt, hätten sie den Auftrag verloren. Sie konnten sich für zwei Wochen richtig reinhängen und wussten genau, wer verfügbar war, wer die Skills hat und wer nicht.” Auch in Krisen, zum Beispiel durch Lieferengpässe, Pandemien, Produktionsstopps, zahlt sich Flexibilität aus. Wer systemisch Schichten absagen, Überstunden abbauen oder Kurzarbeit koordinieren kann, reagiert schneller und kostengünstiger als Betriebe mit starren Modellen.
Der Einstieg in die KI-gestützte Schichtplanung folgt einem klaren Muster. Er beginnt nicht erst mit der Software, sondern mit einer detaillierten Analyse bestehender Prozesse und Probleme.
Die nächste Entwicklungsstufe geht über die reine Schichtplanung hinaus. Josten sieht die Zukunft in der Verbindung von Schichtplanung und Qualifikationsmanagement: „Unsere Vision ist es, das zentrale Tool zu werden für Mitarbeitende auf dem Shopfloor. Schichtplanung ist dabei ein wichtiger Bestandteil – aber Upskilling, Reskilling und Skill Management werden genauso wichtig.”
Mit dem Modul „Shift Skills” führt Shyftplan Schichtplanung und Qualifikationsmatrix zusammen. Unternehmen können damit in Echtzeit nachverfolgen, wer welche Fähigkeiten besitzt, wer gerade angelernt wird und welche ISO-konformen Nachweise vorliegen. Das schafft Transparenz für Arbeitgeber und Entwicklungsperspektiven für Mitarbeitende. Ein weiteres Win-Win-Szenario. Denn je mehr Qualifikationen ein Mitarbeitender aufbaut, desto wertvoller wird er für den Betrieb und desto mehr verdient er. Wer als Unternehmen diese Entwicklung begleitet, bindet Talente langfristig und ist für die zunehmende Automatisierung im Shopfloor besser gerüstet.
KI-gestützte Schichtplanung ist längst keine Zukunftsmusik mehr. Unternehmen, die heute in eine automatisierte Schichtplanung investieren, sparen nicht nur Zeit und Geld, sondern schaffen die Grundlage für flexible Produktionsmodelle, zufriedenere Mitarbeitende und eine höhere Resilienz in Krisenzeiten. Der entscheidende Schritt ist nicht die Technologie, sondern der Mut, Prozesse neu zu denken und alle Beteiligten von Anfang an mitzunehmen.
Kurze Durchlaufzeiten, nachhaltige Kostenoptimierung und mehr Planungssicherheit. Mit der Produktionsplanungssoftware L-mobile APS schaffen Sie eine transparente und ganzheitliche Produktionsplanung, mit der Sie genau diese Ziele langfristig erreichen können.
Ab wann lohnt sich KI-gestützte Schichtplanung für mein Unternehmen?
Ab etwa 50 bis 100 Mitarbeitenden im Schichtbetrieb ist eine Schichtplanung mit KI eine sinnvolle Lösung. Bei besonders komplexen Auflagen kann sich der Einsatz bereits ab 20 Mitarbeitenden lohnen, da die Dokumentationspflichten allein schon erheblichen manuellen Aufwand erzeugen.
Welche Daten brauche ich, um mit KI-Schichtplanung zu starten?
Im Kern benötigen Sie zwei Datenquellen: Ihre Bedarfsplanung und Ihre Personalstammdaten. Diese Daten existieren in den meisten Betrieben bereits in digitaler Form und müssen nur noch vernetzt werden.
Wie hilft KI-Schichtplanung in Krisenzeiten wie Lieferengpässen?
Wer flexible Schichtmodelle systemisch verankert hat, kann in Krisenzeiten schnell reagieren: Schichten lassen sich kurzfristig absagen, Überstunden gezielt abbauen oder Kurzarbeit koordinieren.
Nikolai Wieland hat sich als Sales Manager speziell auf die Digitalisierung von Lager-, Produktions- und Field Serviceprozessen im Infor ERP-Umfeld fokussiert. Seit mehr als 5 Jahren unterstützt er Unternehmen, mobile Softwarelösungen in Kombination mit dem ERP-System einzuführen und Prozesse transparenter und effizienter zu gestalten.
