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Die Variantenfließfertigung erlaubt die wirtschaftliche, weil weitestgehend standardisierte, Herstellung kundenindividueller Produkte in hoher Stückzahl. Die zielkonforme Gestaltung der Prozesse der Produktionsplanung und –steuerung ist dabei jedoch äußerst anspruchsvoll. In dieser Dissertation wird ein Referenzprozessmodell für die Reihenfolgeplanung der Variantenfließfertigung entwickelt und um ein praxisorientiertes Vorgehen zur unternehmensspezifischen Konfiguration ergänzt.
Trotz technischer Möglichkeiten für eine hochfrequentere Planung werden noch immer nächtliche IT-Planungsläufe zur „Aktualisierung“ von Daten in der PPS durchgeführt. Produzierende Unternehmen sind nicht in der Lage zu bewerten, in welcher Häufigkeit Planungsläufe durchzuführen und welche Rahmenbedingungen dazu notwendig sind. Ergebnisse dieser Arbeit sind eine Unterstützung zur Bewertung der Häufigkeit von Planungsläufen sowie Gestaltungsempfehlungen für relevante Rahmenbedingungen der PPS.
Die zunehmende Konkurrenz auf dem Markt des Maschinen- und Anlagenbaus führt zu Preiskämpfen zwischen den Anbietern und somit zu sinkenden Margen, die durch den Verkauf von Maschinen und Anlagen erzielt werden können. Eine Lösung zur Kompensation dieser Auswirkung stellt der Verkauf produktbegleitender datenbasierter Dienstleistungen dar. Diese ermöglichen basierend auf Daten, die während des User-Cycles einer Maschine oder Anlage erzeugt werden, neue Geschäftspotentiale für den Maschinen- und Anlagenbauer zu schaffen. Entscheidend für die Realisierung der entsprechenden Dienstleistungen ist dabei der Übergang von Daten und Informationen der Maschinen oder Anlagen bzw. Betreiber zu den Herstellern. Basierend auf diesen können die Maschinen- und Anlagenbauer wiederum durch Auswertung oder Analyse mehrwertschaffende Dienstleistungen wie beispielsweise Instandhaltungsmaßnahmen, bedarfsgerechte Betriebsmittelbereitstellungen oder Maschinenoptimierungen anbieten. Zuverlässige Informationen spielen hierbei eine zentrale Rolle, denn nur wenn diese zur Verfügung stehen, können gute und objektive Entscheidungen getroffen werden. Für die Umsetzung fließen zwangsweise Daten und Informationen vom Betreiber der Maschinen oder Anlagen ab, was bei einer Vielzahl von Unternehmen zu einer großen Skepsis führt. Etablierte Technologien wie die Cloud schaffen dabei nur beschränkt die Kompensation und den Aufbau fehlenden Vertrauens, weswegen diese nicht oder nicht umfassend eingesetzt werden und das Potential datenbasierter Dienstleistungen in der Praxis nicht umfangreich freigesetzt wird. Die Blockchain-Technologie kombiniert Ansätze aus akademischen Disziplinen wie der Kryptografie, dem Netzwerk- und Datenbankmanagement sowie dem Design wirtschaftlicher Anreizmechanismen. Sie stellt durch ihre Eigenschaften der Transparenz, Dezentralität, Sicherheit und Unveränderbarkeit eine Lösung für die beschriebenen Probleme dar und schafft eine technologiebasierte Kontrolle. Die Umsetzung bzw. Gestaltung eines blockchainbasierten Systems bietet jedoch vielseitige technische Gestaltungsfreiheiten, die eine hohe Auswirkung auf die tatsächliche Eignung für den jeweiligen Einsatzfall haben. Daraus resultierend wird in dieser Dissertationsschrift das Ziel verfolgt, Gestaltungsempfehlungen zur blockchainbasierten Maschinen- und Anlagenanbindung auf Basis der Anforderungen datenbasierter Dienstleistungen zu erarbeiten.
Die industrielle Entwicklung der vergangenen Jahre hat insbesondere dazu geführt, dass sich Produkte und Dienstleistungen der produzierenden Industrie stärker an den individuellen Kundenbedürfnissen orientieren. Die Marktentwicklungen verlangen daher insbesondere an Hochlohnstandorten spezifische Differenzierungsstrategien und einen hohen Grad an Flexibilität. All dies führt zu immer komplexeren Produkt- und Fertigungsstrukturen, kürzeren Entwicklungszyklen sowie dem vermehrten Auftreten von Änderungsanfragen.
Die Handhabung von Änderungen an Produkten und Prozessen stellt für viele Unternehmen schon heute häufiger den Normalzustand als die Ausnahme dar. So ist insbesondere auf eine effiziente Handhabung des Änderungsmanagementprozesses zu achten, um schnellstmöglich die Ausrichtung an neu auftretende Anforderungen zu gewährleisten. Durch eine mangelnde Integration der im Einsatz befindlichen betrieblichen Anwendungssysteme ist es den meisten Entscheidungsträgern im Änderungsmanagementprozess jedoch nicht möglich, ihre Entscheidung datenbasiert und objektiv zu treffen. Digitalisierungstrends führen somit nicht zu erhofften Synergieeffekten im Bezug auf die Handhabung von Änderungsanfragen. Da das größte Potenzial für die Unterstützung der industriellen Praxis im Bewertungsprozess einer Änderungsanfrage liegt, ist es das Ziel dieser Dissertationsschrift, die Welt der betrieblichen Anwendungssysteme mit dem Bewertungsprozess zu verknüpfen. Somit sollen Synergieeffekte bei der datenbasierten Bewertung von Änderungsanfragen genutzt werden können sowie die Effizienz im Bewertungsprozess gesteigert werden. Die objektivierte und beschleunigte datenbasierte Bewertung von Änderungsanfragen führt somit zu einer vermehrten Nutzung dieser. Unternehmen wird es somit zukünftig besser möglich sein, sich schnell an neuen Anforderungen auszurichten und Wettbewerbsvorteile zu erzielen.
Agilität gilt als zentrale unternehmerische Fähigkeit, um Veränderungen proaktiv zu erkennen und diese schnell und effektiv zu vollziehen. Industrie 4.0 bietet Unternehmen das Potenzial dies zu beherrschen und schnell auf Ereignisse zu reagieren. Die Vision ist ein agiles, lernendes Unternehmen, welches in der Lage ist, sich einer wandelnden Umwelt kontinuierlich anzupassen. Dies bedeutet für Unternehmen die Nutzung von Optimierungspotentialen durch eine durchgängige, intelligente Vernetzung von Menschen, Maschinen und Objekten. Dabei wächst die Bedeutung der Instandhaltung, indem sie die Funktionsfähigkeit immer stärker vernetzter und technisch komplexer werdenden Anlagen sicherstellt. Die technologischen Elemente von Industrie 4.0 kombiniert mit einer zukunftsfähigen Instandhaltung befähigen den Wandel zu einem agilen, lernenden Unternehmen.
Die Umsetzung der Potenziale, die mit Industrie 4.0 einhergehen, werden von den Unternehmen erkannt und nehmen vielfach ein strategisches Zukunftsfeld ein. Allerdings erreicht ein Großteil, der in diesem Kontext definierten technologie-basierten Projekte nicht die gewünschten Resultate. Der Hauptgrund für das Scheitern der Transformationsprojekte besteht in kulturellen Hürden. Die digitale Transformation hat keinesfalls nur eine überwiegend technologische Dimension, sondern vor allem eine kulturelle und soziale Dimension, die über den Erfolg der digital induzierten Veränderung endscheidet.
Vor diesem Hintergrund besteht das Ziel der Dissertationsschrift in der Gestaltung von Reifegraden der Unternehmenskultur für die Entwicklung eines agilen, lernenden Unternehmens und deren Anwendung am Beispiel der Instandhaltung. Dazu werden die technologischen Entwicklungsstufen einer Instandhaltungsorganisation im Kontext von Industrie 4.0 beschrieben. Hierzu wird der Einfluss technischer Entwicklungen auf die Kern- und Supportprozesse einer Instandhaltungsorganisation untersucht. Ergebnis ist eine Beschreibung der Instandhaltung auf vier Entwicklungsstufen bis zur agilen, lernenden Instandhaltungsorganisation. Basierend auf dieser Beschreibung wird die Unternehmenskultur ausgestaltet, die zur Realisierung der technologisch-induzierten Potenziale notwendig ist. Abschließend wird mithilfe geeigneter Instrumente ein Kulturentwicklungsprozess abgeleitet, welcher eine erfolgreiche Entwicklung und das kontinuierliche Management der Unternehmenskultur zur Steigerung der Agilität im Kontext von Industrie 4.0 ermöglicht.
Diese Abschlussarbeit adressiert die Frage: Wie können plattformbasierte Geschäftsmodelle die Skalierung von grünen Wasserstofftechnologien & -märkten gestalten und welche Anforderungen zur Integration in das Energiesystem werden an diese gestellt?
Dazu wurde in der Arbeit ein plattformbasiertes Geschäftsmodell konzipiert und anschließend bzgl. seiner Potenziale und Optimierungsbedarfe hin analysiert. Dafür wurden auf Basis von Literaturrecherchen und Experteninterviews Praxisprobleme von Akteuren bei der Gestaltung von Geschäftsmodellen in einer dezentralen Wasserstoffwirtschaft identifiziert und als Anforderungen an ein neues Geschäftsmodell gestellt. Unter Beachtung der technologischen Rahmenbedingungen der volatilen und dezentralen Energieerzeugung wurde die Konzeption und Potentialanalyse mit gängigen Methoden aus der Geschäftsmodellinnovation durchgeführt.
Das konzipierte plattformbasierte Geschäftsmodell beschreibt im Kern einen digitalen Marktplatz zur Vermittlung, Abnahme & Versorgung von grünem Wasserstoff zwischen dezentralen Erzeugern und Verbrauchern. Dazu wird die Abnahme & Lieferung von einem externen Gaslogistiker mit einem LKW-Trailer Transport durchgeführt und durch den Plattformbetreiber orchestriert.
Den Anstoß für die Arbeit lieferte das Praxisproblem, dass der Informationsfluss bei der Übergabe von Capex Projekten oftmals lückenhaft ist. In Kapitel 1 wurde festgehalten, dass es in der Praxis ein weit verbreitetes Problem ist, dass bei oder nach der Übergabe von Projekten Informationsdefizite entdeckt werden, die dazu führen, dass die betrieblichen Abläufe wie z. B. die Instandhaltung nicht korrekt funktionieren können. Außerdem kommt es immer wieder vor, dass z. B. die Produktion und die Instandhaltung bei der Übergabe einer neuen Anlage feststellen, dass gewisse Aspekte dieser Anlage nicht ihren Bedürfnissen entsprechen (Bsp.: fehlende Zugänglichkeit wichtiger Stellen). (s. GLASER-GALLION 2019; WEBER 2019, S. 285; FREITAG 2016, S. 22) Es wurde festgestellt, dass die Planung der Beschaffung von Investitionsgütern oftmals durch einen Projektmanager oder eine Projektabteilung erfolgt, die die Abwicklung vom Beginn der Planung bis hin zur Übergabe der Anlage beziehungsweise des Planungsobjekts an den Betreiber betreuen (s. BRENNER 2021a). Bis hin zu dieser Übergabe sind zahlreiche Informationsflüsse von Nöten. So muss der Projektmanager wissen, welche Informationsbedürfnisse die Stakeholder in Bezug auf die Anlage haben. Außerdem braucht er selbst im Planungsprozess Informationen, um ein gutes Ergebnis zu erzielen (s. BRENNER 2021b; STEMMLER 2021b). Als Ziel der Arbeit wurde festgelegt, die idealen Informationsflüsse bei der Übergabe von Capex-Projekten zu modellieren. Im Zuge dessen wurden vier Unterforschungsfragen definiert, die untersuchen, welche Stakeholder im Zusammenhang mit der Projektübergabe Informationsbedarfe haben, in welchen Situationen beziehungsweise Anwendungsfällen die Informationsbedarfe entstehen, welche die gesuchten Informationsobjekte sind und welche Wirkbeziehungen zwischen ihnen bestehen. In Kapitel 2 wurden die grundlegenden Begriffe für die Lösung der Aufgabe definiert. So wurden
die Grundlagen des Informationsmanagements von der Definition von Informationen bis hin zur Modellierung von Informationsflüssen erörtert. Es wurde festgestellt, dass das angestrebte Ergebnis die Inhalte und Informationen aus der Projektübergabe mit der theoretischen Aufarbeitung und Modellierung von Informationsflüssen vereinen muss. In Kapitel 3 wurde die bestehende Literatur zu den beiden Themen untersucht und die Schlussfolgerung gezogen, dass ein Ansatz fehlt, der die beiden Themen für die vorliegende Aufgabenstellung in sich vereint, mithilfe dessen sich also die bei der Projektübergabe notwendigen Informationsflüsse ermitteln und darstellen lassen. Es musste dementsprechend ein eigenes Modell entwickelt werden. Kapitel 4 begann daher mit der Definition der Anforderungen an das zu erstellende Modell. Hier konnten inhaltliche sowie formale Anforderungen festgelegt werden. Auf der Basis der bisherigen Erkenntnisse und mit dem Ziel der Lösung des Forschungsproblems wurde eine Reihe an Methoden ausgewählt, die zu einem Vorgehen verknüpft den Lösungsweg formen. Der Lösungsweg orientierte sich am Rahmen zur Referenzmodellbildung nach SCHÜTTE (s. SCHÜTTE 1998, S. 185) und enthielt fünf Phasen. Die erste Phase, die
Problemdefinition, fand sich in den ersten drei Kapiteln wieder. Es folgte in Phase 2 die Konstruktion des Modellrahmens, der in Kapitel 4 durch die Herleitung des Konzepts und somit des weiteren Vorgehens zu finden ist. Im Rahmen der Konstruktion der Referenzmodellstruktur (Phase 3) wurde ein grobes Gerüst für die zentralen Bestandteile
des Modells entwickelt. Hier wurden die Anwendungsfälle über den
Anlagenlebenszyklus hinweg und die Anspruchsgruppen identifiziert. In der vierten Phase, der Komplettierung, wurde dieses Gerüst ergänzt und zu einem unternehmensneutralen Modell komplettiert (s. Kapitel 5). Es wurde die Darstellung in Form eines beziehungsweise mehrerer Informationslogistikmodelle für die verschiedenen Anwendungsfälle
von Informationen über den Anlagenlebenszyklus hinweg gewählt. Die
letzte Phase, die Anwendung, wurde im Rahmen der Validierung in Kapitel 6 vorgenommen. Hier wurden die erstellten Informationslogistikmodelle auf reale Anwendungsfälle im Unternehmen Martinswerk angewendet, die in Form von Fallstudien nach YIN untersucht wurden (s. YIN 2018). Es wurde festgestellt, dass das Modell die bestehenden Unternehmensprozesse insoweit erweitern kann, dass die in den Anwendungsfällen beobachteten Probleme verhindert würden. Das Modell soll Unternehmen als Hilfsmittel dienen, ihre Prozesse so zu detaillieren oder anzupassen, dass die Voraussetzungen für reibungsfreie Informationsflüsse gegeben sind. In der Validierung konnte der Vorteil durch die Modellnutzung deutlich gemacht werden. Da
in der Betrachtung dieser Arbeit eine Betrachtungsgrenze gezogen werden musste und nicht alle denkbaren Informationsobjekte, Anwendungsfälle und Anspruchsgruppen untersucht werden konnten, gibt es jedoch Grenzen der Anwendung des Modells, die im Folgenden erläutert werden.
With the establishment of information technology in companies around the turn of the millennium, solutions developed independently in the various specialist departments emerged alongside those provided centrally by the IT department. This is referred to as shadow IT. However, this has an enormous impact on the company. In this case, neither the necessary support can be guaranteed by the IT departments nor can agreed security standards be adhered to. Shadow-IT exposes security flaws, but it also opens the door for criminatls and jeopardizes the organization´s compliance status. It is critical to understand the employees´ inclination about the usage of Shadow-IT in order to reduce or to adapt to it. The objective of this thesis is to describe Shadow-IT, present its challenges and opportunities, and develop an identification model which focuses on scanning of the network using ping sweep technique and activity monitoring of services running on different devices. Furthermore, organizational approaches are identified to manage Shadow-IT.
Within the first part of the thesis, a brief introduction to Shadow-IT will be presented. In the consecutive parts, an extensive literature review will enable the description of existing methods and prior work on identification methodologies, such as ping sweep technology. Based on the findings, organizational approaches are identified using case study research process and literature review to develop an adequate model to manage shadow IT.
In the course of a validation, the results are mirrored on an example from the supply chain industry.