Produktionsmanagement
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Institute
Produktions- und Logistiksysteme sind komplex. Eingriffe in geplante oder bereits bestehende Systeme ziehen Konsequenzen nach sich, die nicht ohne weiteres in vollem Umfang erfasst werden können. Hilfestellung
bieten auf das spezifische System ausgelegte, maßgeschneiderte Simulationsstudien, die es Unternehmen ermöglichen, vollumfänglich positive wie auch negative Auswirkungen geplanter Änderungseingriffe
ins System zu erkennen.
Aufgrund kürzer werdender Produktlebenszyklen, steigender Produktvielfalt und höherer Produktkomplexität stehen Unternehmen der Fertigungsindustrie vor der Herausforderung, eine zunehmende Anzahl komplexer Serienanläufe in immer kürzeren Zeitabschnitten zu planen und umzusetzen. Dies stellt produzierende Unternehmen vor massive Probleme, welche bis heute nur unzureichend gelöst sind. Eine Methodik aus der Softwarebranche stellt nun aktuelle Prozesse und Verfahren der Entwicklung wie auch des Anlaufs von physischen Produkten infrage.
Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der Exzellenzinitiative geförderte „Graduiertenkolleg Anlaufmanagement“ (GRK 1491/2) befasst sich mit der Optimierung des Serienanlaufs. Um die Komplexität und die Instabilität des Anlaufes vor und während der Produktion zu beherrschen, forschen Wissenschaftler unterschiedlicher Institute der RWTH Aachen aus den Fachbereichen der Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaft an interdisziplinären Lösungsansätzen. Der Fokus ist in erster Linie darauf gerichtet, wie produzierende Unternehmen im Rahmen des Serienanlaufs eine höhere Entscheidungsqualität und damit einen stabileren Serienanlauf erlangen können.
Kürzer werdende Produktlebenszyklen, steigende Produktvielfalt und höhere Produktkomplexität stellen fertigende Unternehmen und deren Supply-Chains vor die Herausforderung, eine zunehmende Anzahl komplexer Serienanläufe in immer kürzeren Zeitabschnitten planen und umsetzen zu müssen. Dies stellt produzierende Unternehmen und die Mitarbeiter in den Serienanläufen vor bisher nur unzureichend gelöste Schwierigkeiten. Ein Ansatz, welcher insbesondere die direkt im Anlaufgeschehen involvierten Mitarbeiter unterstützen soll, basiert auf der Annahme, dass sich unternehmerische Fragestellungen spielerisch erlernen lassen: Serious Gaming. Das von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) im Rahmen der Exzellenzinitiative geförderte „Graduiertenkolleg Anlaufmanagement“ (GRK 1491/2) befasst sich mit der Optimierung des Serienanlaufs. Um die Komplexität und die Instabilität des Anlaufs vor und während der Produktion zu beherrschen, forschen Wissenschaftler unterschiedlicher Institute der RWTH Aachen aus den Fachbereichen der Ingenieur- und Wirtschaftswissenschaft an interdisziplinären Lösungsansätzen. Der Fokus liegt in erster Linie darauf, wie produzierende Unternehmen im Rahmen des Serienanlaufs eine höhere Entscheidungsqualität und damit einen stabileren Serienanlauf erlangen können.
eStep Mittelstand: Analyse der Nutzung und Verbreitung von E-Business-Standards bei Unternehmen
(2016)
Im Forschungsprojekt »eStep Mittelstand – Modulare Lösungen für den Mittelstand zur Stärkung der eigenständigen Integration von E-Business-Standards in komplexe Lieferkettenprozesse« (im Folgenden kurz „eStep Mittelstand“ genannt) werden Lösungen erarbeitet, um den Einsatz von E-Business-Standards in den Geschäftsprozessen von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) zu stärken und auszubauen. Dazu werden geeignete Methoden und Modelle entwickelt, welche es KMU erlauben, E-Business-Projekte trotz hoher Komplexität erfolgreich umzusetzen. Die Umstellung auf standardbasierte, elektronische Geschäftsprozesse wird durch das Self-Assessment-Tool
(SAT), den Entscheidungsbaum (EB) und die Middleware (MW) erheblich erleichtert. Eine DIN SPEC, welche in Zusammenarbeit mit dem Deutschen Institut für Normung (DIN) e. V. erarbeitet wurde, stellt nun auch einen Leitfaden zur Weiterentwicklung und zum Ausbau der Funktionalität des SATs und des EBs bereit. Das Förderprojekt "eStep Mittelstand" ist Teil der Förderinitiative "eStandards: Geschäftsprozesse standardisieren, Erfolg sichern", die im Rahmen des Förderschwerpunkts "Mittelstand-Digital – IKT-Anwendungen in der Wirtschaft" vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wird.
Industrie 4.0 schafft die Grundlage zur effizienten Planung und echtzeitfähigen Steuerung der Produktion. ERP-Systeme können dabei eine zentrale Rolle spielen. Hierfür müssen ERP-Systeme folgende Anforderungen erfüllen: Datenvolumen, Analysefähigkeit + Prognoseverfahren, Geschwindigkeit + Latenzzeiten, Sicherheitsanforderungen, Flexibilität + Schnittstellen.
Die Kapitalbindungsdauer im Maschinenbau fällt im nationalen Branchenvergleich besonders hoch aus. Durch kundenindividuelle Entwicklung und Produktion ergeben sich lange Auftragsabwicklungszeiten, welche eine längerfristige Kapitalüberbrückung erfordern. Betroffene Unternehmen müssen über ausreichend liquide Mittel verfügen, um ihren Umsatz und ggf. auch Wachstum vorfinanzieren zu können und nicht der Gefahr von Zahlungsunfähigkeit ausgesetzt zu werden. Damit einhergehend gibt es im Maschinen-und Anlagenbau besonders große Potenziale in der Optimierung des eingesetzten Kapitals.
Der Erfolg produzierender Klein- und mittelständischer Unternehmen in Deutschland ist in einer hohen Innovations- und Gestaltungsfähigkeit sowie Reaktionsgeschwindigkeit auf veränderte Marktanfragen begründet. Die derzeitige Entwicklung zu kundenindividuellen Produkten bei kleinen Losgrößen setzt flexible und wandlungsfähige Produktionssysteme voraus. Um diesen Herausforderungen zu begegnen, bedarf es neben technologischer sowie organisatorischer Exzellenz vor allem gut ausgebildeter und kompetenter Mitarbeitender auf allen Qualifikations stufen.
Um langfristig in einem Umfeld zunehmenden Wettbewerbs durch internationale Anbieter erfolgreich zu sein, müssen Unternehmen verstärkt regionale Märkte erschließen. Analog zur Automobilindustrie werden wichtige Wachstumsmärkte zunehmend durch Handelshemmnisse abgeschottet, so dass die Markterschließung durch Exporte vollständig montierter Erzeugnisse häufig ausscheidet. Um dennoch die Handelshemmnisse zu umgehen, hat sich in der Automobilindustrie die Completely Knocked Down (CKD)-Strategie durchgesetzt, bei der Erzeugnisse teilzerlegt in die Märkte exportiert und dort lokal endmontiert werden. Zielsetzung des von der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e. V. (AiF) geförderten Forschungsvorhaben „CKDCHAIN“ ist die Übertragung dieses Konzeptes auf Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus, in dem eine simulationsbasierte Gestaltungsunterstützung für den Aufbau einer geeigneten Supply Chain entwickelt werden soll.
Da die heutigen Logistiknetzwerke den Anforderungen nicht mehr gerecht werden, rückt das Supply-Chain-Risk-Management von Wertschöfungsketten zunehmend in den Mittelpunkt unternehmerischer Überlegungen. Störungen in Logistiknetzwerken treten wegen unzureichender Datenmengen, -qualität und -integration der realen Welt nicht in den Informationssystemen auf. Eine echtzeitfähige Reaktion auf diese Störungen und proaktive Korrekturmaßnahmen innerhalb der Logistikprozesse sind folglich unmöglich. Daher kann ein erhöhter Bedarf an ganzheitlicher Transparenz innnerhalb der Logistiknetzwerke abgeleitet werden. Mit diesem Thema beschäftigt sich das Forschungsprojekt Smart-Logistic-Grids.
Industrie 4.0 und SCM
(2016)
Smart-Logistic-Grids
(2016)
Ziel des Forschungsvorhabens Smart-Logistic-Grids ist die Entwicklung eines Systems, welches, basierend auf einer erhöhten Informationsverfügbarkeit, Handlungsalternativen aufzeigt und ökonomisch bewertet. Hierfür ist eine barrierefreie Integration unterschiedlicher Akteure innerhalb eines Logistiknetzwerks notwendig. Das Ergebnis dieses Systems eröffnet den Nutzern nicht nur Effizienzsteigerungen und eine erhöhte Robustheit des Gesamtsystems, sondern auch die Reduzierung der CO2 –Emissionen.
Im Forschungsprojekt BigPro wird die Frage beantwortet, wie Big Data aus der Produktion genutzt werden können, um das Störungsmanagement zu unterstützen. Dazu wurde ein Vorgehen entwickelt, das sicherstellt, dass die erforderlichen Informationen in der richtigen Form zu Verfügung stehen und das System zielgerichtet auf- und eingesetzt werden kann. Das Projekt „BigPro“ wird
über das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Förderprogramms IKT 2020 – Forschung für Innovationen mit dem Förderkennzeichen 01IS14011 gefördert
Der Begriff „Digitaler Schatten“ steht für ein hinreichend genaues, digitales Abbild der Prozesse, Information und Daten eines Unternehmens. Dieses Abbild wird benötigt, um eine echtzeitfähige Auswertebasis aller relevanten Daten zu schaffen, um hieraus letztendlich Handlungsempfehlungen abzuleiten. Die Bildung des Digitalen Schattens ist damit ein zentrales Handlungsfeld von Industrie 4.0 und stellt die Grundlage für alle weitergehenden Aktivitäten dar.
Im Kontext Industrie 4.0 kommt der Erfassung der anfallenden Daten in der Produktion und deren Nutzung eine zentrale Bedeutung zu. Analysen betrieblicher Daten, welche auf verschiedenen Ebenen generiert werden, lassen Rückschlüsse und Erkenntnisse zur besseren Entscheidungsfindung zu. Die Basis für den Einsatz von Verfahren der Datenanalyse und -auswertung stellt ein hinreichend genaues Abbild der relevanten Daten - der Digitale Schatten - in der Auftragsabwicklung, Produktion, Entwicklung oder angrenzenden Bereichen dar.
Im Rahmen des vorliegenden Beitrages wird ein Modell für den Digitalen Schatten in der Auftragsabwicklung vorgestellt, welches die Basis für die Implementierung von Methoden der Datenanalytik darstellt.
One of the major challenges facing today´s manufacturing industry is to differentiate from competition in a highly globalized world. As a consequence to the increasing competitive pressure, many companies transform their product centered business models towards service based business models to differentiate from competition. However, the transformation is often underestimated regarding its complexity and its management challenges to behavioral change.
As a consequence lots of transformation initiatives fail. Besides difficulties in structuring the magnitude of changes in processes and structures, many transformation managers do not perceive the risk of employee resistance against changes, which is one of the key factors causing the failure of transformation. The objective of this paper is to enhance the existing body of research on manufacturer´s organizational transformation towards Product-Service Systems. More detailed, the objective is to develop new knowledge to support the management during the decision-making process in the way how and by means of which instruments the change of behavior can be supported when transforming from a manufacturer to a solution.
We developed a reference framework which structures and defines the relevant dimensions of behavioral change. The identification and validation of the success factors build the second component of our research. We conducted an empirical investigation in the German manufacturing industry and got 79 data sets.
Structural equation modelling was applied for the analyses and the validation of the hypotheses. By this analysis we linked management practice with employee behavior and transformational success variables. On the basis of the gained insights decisions can be made concerning the successful transformation from manufacturer to a solution-oriented service provider.
Wichtige Wachstumsmärkte werden zunehmend durch Handelshemmnisse abgeschottet. Während die Automobilindustrie bereits mit dem Completely Knocked Down (CKD)-Konzept reagiert, indem Erzeugnisse teilzerlegt exportiert und lokal endmontiert werden, fehlen für den Maschinen- und Anlagenbau geeignete Ansätze für die Übertragung. Der vorliegende Artikel leistet dazu einen Beitrag, in dem die relevanten Merkmale einer CKD-Baugruppe definiert und vor dem Hintergrund relevanter Wirkungszusammenhänge ein Vorgehen für die Ableitung idealer Baugruppentypen skizziert wird.
Today, manufacturing companies are facing the influences of a dynamic environment and the continuously increasing planning complexity. Using advanced data analytics methods, processes can be improved by analyzing historical data, detecting patterns and deriving measures to counteract the issues. The basis of such approaches builds a virtual representation of a product – called the digital twin or digital shadow.
Although, applied IT systems provide reliable feedback data of the processes on the shop-floor, they lack on a data structure which represents real-time data series of a product. This paper presents an approach for a data structure for the order processing which overcomes the described issue and provides a virtual representation of a product. Based on the data structure deviations between the production schedule and the real situation on the shop-floor can be identified in real time and measures to reschedule operations can be identified.
In this paper, we firstly present a target system which is deduced to assess the economic profitability of reverse supply chains. Considering this, we analyse process reference models to define relevant components of an appropriate target system.
Subsequently, we define applicable business models which are the basis for the manufacturer to offer new services to its customers on the one hand and to manage a goal-oriented return, recovery and resell of used products and components on the other hand. This will be done based on the morphology methodology in order to understand the characteristics and attributes of reverse supply chains.
Heute begegnen wir den Herausforderungen einer VUCA-Welt mit Flexibilität und Veränderlichkeit in unseren Produktionssystemen. Seit 2012 gerät die Globalisierung ins Stocken. Das Investitionsvolumen zeigt einen Trend der De-Globalisierung. Ein Umdenken muss insbesondere in Deutschland herbeigeführt werden.
Today’s manufacturers are facing numerous challenges such as highly entangled and interconnected supply chains, shortening product lifecycles and growing product complexity. They thus feel the need to adjust and adapt faster on all levels of value creation. Self-optimization as a basic principle appears a promising approach to handle complexity and unforeseen disturbances within supply chains, machines and processes. Therefore it will improve the resilience and competitiveness of manufacturing companies.
This paper gives an introduction to the concept of self-optimizing production systems. After a short historical review, the different levels of value creation from supply chain design and management to manufacturing and assembly are analyzed considering their specific demands and needs for self-optimization. Examples from each of these levels are used to illustrate the concept of self-optimization as well as to outline its potential for flexibility and productivity. This paper closes with an outlook on the current scientific work and promising new fields of action.
One major problem of today’s producing companies is to reach a high adherence to delivery dates while considering the volatile market situation as well as economic aspects. This problem can only be solved by using a production control that is optimally adapted to the processes. A good working, process-oriented production control is essential for being able to control the production situation and to ensure a high adherence to delivery dates. Data generation and processing determine the success of production control. Current processes and IT systems have several shortcomings in meeting these challenges.
The solution for this problem is the so called “cyber physical production control” (CPPC). It optimally supports the production scheduler in his decision making process based on real-time high-resolution data. With the help of data analytics, the production controller receives decision support over various steps. Due to CPPC, the overall goal of a high adherence to delivery dates can be fundamentally increased.
Aufgrund der zunehmenden Bedeutung der Energieeffizienz in der produzierenden Industrie wird ein ereignisdiskretes Modell zur Quantifizierung der Wirkungen von Energieeffizienz auf die Produktionslogistik entwickelt. Im Fokus der Gestaltung stehen produktionslogistische Einflussgrößen wie die Losgrößenbestimmung und die Reihenfolgeplanung. Die Anwendung der Entscheidungsunterstützung ermöglicht eine logistische Positionierung unter Berücksichtigung der ermittelten Wirkungszusammenhänge.
Ereignisadäquate Beschaffungsmengenrechnung durch Anwendung spieltheoretischer Lösungskonzepte
(2016)
Immer volatilere Märkte zwingen Unternehmen heute, flexibel auf sich
ändernde Rahmenbedingungen einzugehen. Dennoch sind Planungsverfahren
in marktgängiger Unternehmenssoftware zumeist statisch
eingestellt. Daraus resultiert ein Mangel an Flexibilität, welcher für Unternehmen
zu direkten Kostennachteilen führen kann. Einem solchen
Kostennachteil lässt sich nur durch einen passenden Verfahrenswechsel
sowie eine geeignete Anpassung von Planungsparametern entgegenwirken.
Mitarbeiter können diese notwendigen Anpassungen im Tagesgeschäft
jedoch in der Regel nicht ausführen. So mangelt es zum
einen an der Zeit für diese Anpassungen und zum anderen sind die
Auswirkungen einer solchen Änderung vielfach nicht zu überblicken.
Die beschriebene Problemstellung wird für den Anwendungskontext der
Beschaffungsmengenrechnung in der vorliegenden Dissertationsschrift
adressiert und durch Entwicklung einer automatisierten Auswahllogik
behoben.
Da im Kontext der Beschaffungsmengenrechnung stets verschiedene
Akteure miteinander in Interaktion stehen, wird in der vorliegenden
Schrift die Spieltheorie als Methodik für die Auswahl geeigneter Verfahren
und Parametereinstellungen verwendet. Aufgrund der gewählten
Methodik müssen zunächst die im vorliegenden Kontext geeigneten
spieltheoretischen Lösungskonzepte fundiert festgelegt werden. Zu diesem
Zweck wird in der vorliegenden Schrift eine Vorgehensmethodik zur
Identifikation geeigneter spieltheoretischer Lösungskonzepte in konkreten
Anwendungsfällen entwickelt, welche bereits eine erste Innovation
dieser Dissertation darstellt.
Die Kenntnis von Auswirkungen eigener Entscheidungen unter Berücksichtigung
verschiedener selbst nicht beeinflussbarer Ereignisse ist notwendige
Voraussetzung für die Entwicklung einer Auswahllogik, wie sie
in der vorliegenden Schrift aufgebaut wird.
Im Zuge der Globalisierung und einer steigenden Marktdynamik ge-
winnt die Optimierung der Lieferketten zunehmend an Bedeutung.
Die Untersuchung unterschiedlicher Beschaffungsstrategien im Wert-
schöpfungsnetzwerk unter Berücksichtigung des Einflusses verschie-
dener Produktionsparameter fällt in der unternehmerischen Praxis
zunehmend schwer. Hierbei können Simulationen von Lieferketten
Abhilfe schaffen, um Wertschöpfungsstrukturen entlang der Supply
Chain zu analysieren und zu verbessern.
Industrie 4.0 wird in allen Medienbereichen zunehmend thematisiert. Überwiegend wird unter Industrie 4.0 die Vernetzung und Digitalisierung der Wertschöpfungskette verstanden. Weitere Potenziale ergeben sich in Bezug auf intelligente Produkte, die Optimierung und Automatisierung der Produktion sowie neue Geschäftsmodelle.
Fast die Hälfte aller Unternehmen möchte die Zukunft von Industrie 4.0 aktiv mitgestalten. Die Brutto-Wertschöpfung aller Wirtschaftsbereiche erfährt durch Industrie 4.0 bis 2025 eine Steigerung von 276,45 Mrd. EUR. Weltweit planen Unternehmen über 140 Mrd. EUR in Industrie 4.0-Lösungen p. a. zu investieren. Es werden in den nächsten Jahren über 100.000 neue Arbeitsplätze bei KMUs geschaffen. ERP-Systeme sind die zentralen Informationssysteme von Unternehmen, auf denen die Geschäftstätigkeit beruht.
Fast alle physischen Objekte (Kunde, Lieferant, Produkte, Betriebsmittel, Personal u.v.a) haben ihr Gegenstück in abstrakten Objekten, die in betrieblichen Anwendungssystemen, vor allem dem ERP-System, geführt werden. Alle wertschöpfenden Prozesse werden im ERP-System abgebildet. Das flexible Anwendungspotenzial monolithischer ERP-Systeme ist durch hohe Anpassungsaufwände gehemmt. Die Release- und Upgrade-Fähigkeit wird darüber hinaus durch stark modifizierte Systeme verringert. Neue Ansätze für die Gestaltung von ERP-Lösungen adressieren die aus dem digitalen Wandel und insbesondere der Industrie 4.0 resultierenden Anforderungen und bieten eine Alternative zu vollständig integrierten, monolithischen Systemen. Welche Gestaltungsempfehlungen für die Auswahl und den Betrieb von ERP-Lösungen ergeben sich im Kontext des digitalen Wandels? Zentrale Fragestellung: Welche Anforderungen an ERP-Lösungen ergeben sich aus Sicht von Anwendungsunternehmen?
Wie können Gestaltungsansätze für ERP-Lösungen klassifiziert werden und wie werden durch diese die abgeleiteten Anforderungen adressiert?
Welche exemplarischen Entwicklungspfade ergeben sich für ERP-Lösungsanbieter?
Problemstellung/Ziel des Doktorvortrags: Eine Schlüsselrolle bei der Umsetzung der vierten industriellen Revolution nehmen ganzheitliche Produktionssysteme ein. Unternehmen sind aktuell nicht in der Lage, die Auswirkungen der vierten industriellen Revolution auf ihre Produktionssysteme zu bewerten. Ziel ist das Aufzeigen der Veränderungen ganzheitlicher Produktionssysteme durch die vierte industrielle Revolution sowie die Darstellung eines Ansatzes zur Überführung in den industriellen Ablauf.