Produktionsmanagement
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Die Relevanz zur Vorbereitung auf Störungen nimmt durch das volatile Umfeld, steigende Komplexität und zunehmende Abhängigkeiten zwischen verschiedenen Akteuren in Supply-Chains für produzierende Unternehmen zu. Häufig verfolgte Ansätze zur Schaffung effizienter Strukturen und Reduktion von Kosten erhöhen die Anfälligkeit gegenüber Störungen. Vergangene Störungen haben dabei insbesondere zu Problemen im Bereich der Beschaffung geführt. Der Aufbau von Resilienz unterstützt den Umgang mit unvorhersehbaren Ereignissen. Je höher die Resilienz ist, desto geringer ist der negative Einfluss einer Störung und desto schneller ist eine Rückkehr in den ursprünglichen oder einen besseren Zustand möglich. Obwohl der Bedarf zur Steigerung der Resilienz von vielen Unternehmen erkannt wird, wird dies häufig nicht systematisch umgesetzt. Herausforderungen beim Aufbau einer resilienten Beschaffung stellen mangelndes Wissen über das multidimensionale Resilienzkonzept und konkrete Gestaltungsoptionen sowie fehlende praktische Methoden für den gezielten Aufbau der Resilienz dar. Insbesondere die Auswahl und Kombination der richtigen Maßnahmen wird aufgrund nicht ausreichend beschriebener Beiträge der Maßnahmen zur Resilienz erschwert. Ziel der vorliegenden Dissertationsschrift ist daher die Entwicklung einer Methode zur systematischen Konfiguration der Resilienz in der Beschaffung. Die entwickelte Methode ermöglicht Unternehmen die strukturierte Auswahl und Kombination von Gestaltungsoptionen in der Beschaffung unter Berücksichtigung der verschiedenen Komponenten und Zielrichtungen der Resilienz. Hierzu wird zunächst ein Ordnungsrahmen zur Beschreibung und Strukturierung der Resilienz entwickelt und für den Kontext der Beschaffung konkretisiert. Als wesentliche Grundlage für die systematische Konfiguration der Resilienz erfolgen anschließend die Entwicklung eines strukturierten Resilienzpotenzialkatalogs und die Identifikation von Potenzialkategorien. Resilienzpotenziale stellen dabei Gestaltungsoptionen zum Aufbau der Resilienz dar. Die Methode zur systematischen Konfiguration der Resilienz führt die entwickelten Ergebnisse zusammen und stellt die praktische Anwendbarkeit sicher. Durch die ganzheitliche Betrachtung der Resilienz und der Resilienzpotenziale kann eine gezielte Gestaltung der Resilienz erreicht werden, die bislang aufgrund eines fehlenden Verständnisses der relevanten Aspekte der Resilienz und der Wirkung der Gestaltungsoptionen erschwert wurde.
(Quelle: https://www.apprimus-verlag.de/systematische-konfiguration-der-resilienz-in-der-beschaffung.html)
Diese Dissertation entwickelt ein Verfahren zur simulationsbasierten Bewertung alternativer Reverse Supply Chains, sodass unter Zuhilfenahme der entwickelten Lösungskomponenten unterschiedliche Gestaltungsoptionen für die proaktive Produktrückführung und -behandlung ex ante bewertet werden können. Neben der expliziten Berücksichtigung der Dynamik und Komplexität von Reverse Supply Chains umfasst diese Dissertation eine Entscheidungsunterstützung zur Auswahl von Geschäftsmodellalternativen.
Die Dimension Zeit gewinnt, bedingt durch immer mehr Entscheidungssituationen in immer kürzeren Zeitintervallen, gegenüber Kosten und Qualität an Bedeutung. Dieser Anforderung werden die derzeitigen klassischen Fertigungssteuerungskonzepte nicht gerecht. Daher bestand das Ziel dieser Dissertationsschrift darin, eine differenzierte Betrachtung von Abweichungen zu ermöglichen, um transparent zu machen, bei welchen Abweichungen dringender Handlungsbedarf besteht und wie interveniert werden muss.
Die vorliegende Arbeit liefert einen Beitrag zur systematischen Untersuchung der Aufgaben und Prozesse der Produktionsplanung und -steuerung im Kontext von Industrie 4.0. Der Schwerpunkt liegt dabei insbesondere auf der Rolle des Menschen in diesem Zusammenhang. Hierfür wird zunächst ein Beschreibungsmodell für die Aufgaben der Produktionsplanung und -steuerung entwickelt. Die Aufgabenreferenzsicht des Aachener PPS-Modells bildet dabei den Ordnungsrahmen des Beschreibungsmodells. Darauf aufbauend werden Merkmale und Merkmalsausprägungen zur Beschreibung der Produktionsplanung und -steuerung identifiziert und beschrieben. Anschließend erfolgt die Entwicklung eines Reifegradmodells für die Produktionsplanung und -steuerung. Grundlage des Reifegradmodells bildet der ‚acatech Industrie 4.0 Maturity Index‘. Nach der Herleitung der Reifegradstufen werden die zuvor identifizierten und beschriebenen Merkmalsausprägungen den einzelnen Reifegradstufen zugeordnet. Im Anschluss erfolgt die Entwicklung eines reifegradbasierten Referenzmodells für die Prozesse der Produktionsplanung und -steuerung unter besonderer Berücksichtigung der Verteilung der Aufgaben zwischen Mensch und betrieblichem Anwendungssystem. Das Referenzmodell ermöglicht eine Erklärung der Aufgaben der Mitarbeiter*innen und der betrieblichen Anwendungssysteme auf zuvor definierten Reifegradstufen.
Weiterhin liegt das Ziel dieser Arbeit in der zielgerichteten Unterstützung des Menschen in der Produktionsplanung und -steuerung. Um dieses Ziel zu erreichen, wird ein Gestaltungsmodell für lernunterstützende Applikationen für Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme entwickelt. Hierfür werden zunächst im Kontext des Internet of Production die Einsatzmöglichkeiten von Apps als Ergänzung zu bestehenden betrieblichen Anwendungssystemen aufgezeigt. Anschließend wird das Gestaltungsmodell für lernunterstützende Applikationen für Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme entwickelt, das eine zielgerichtete Unterstützung des Menschen in der Produktionsplanung und -steuerung ermöglicht.
(Quelle: https://www.apprimus-verlag.de/gestaltungsmodell-zur-lernunterstutzenden-erweiterung-von-produktionsplanungs-und-steuerungssystemen.html)
Für produzierende Unternehmen besteht ein stark verwobenes Geflecht aus etablierten ökonomischen Anforderungen, wie z.B. ständig wechselnder "klassischer" Kundenwünsche, einer zunehmenden Tendenz zur Netzwerkbildung und der damit verbundenen Relevanz von In- bzw. Outsourcing. Diese etablierten Entwicklungen werden in der jüngeren Vergangenheit durch Anforderungen im Umfeld der "3R" - der Ressourcen, Regularien und Reputation - verschärft. Wichtige Ressourcen für die industrielle Leistungserstellung sind nur begrenzt verfügbar und unterliegen Preissteigerungen am Rohstoffmarkt. Es ergehen zunehmend staatliche Vorgaben in Form von Regularien zu CO2-Emissionen oder der Produktgestaltung. Schließlich gewinnt die Reputation des Unternehmens beim Kunden an Bedeutung. So besteht z.B. zunehmend die Möglichkeit zur Differenzierung vom Wettbewerb durch nachhaltige Produkte. Das Supply Chain Management begegnet den genannten ökonomischen und ökologischen Anforderungen. Im Zuge der Entwicklung des SCM hat sich eine Vielzahl an Logistikkonzepten zur Implementierung des Ansatzes gebildet. Für eine effektive Gestaltung des Supply Chain Management ist es für Unternehmen essenziell, passende Logistikkonzepte hinsichtlich ihrer Nachhaltigkeit zu bewerten und auszuwählen. Daher entwickelt diese Dissertation eine Ansatz zur quantitativ-gestützten ex ante Bewertung des Einsatzes von Logistikkonzepten aufgrund ihrer kurz- bis langfristigen Auswirkungen auf ökologische und ökonomische Kennzahlen im Unternehmensnetzwerk. Als Ergebnis dieser Dissertation liegt dann ein Verfahren vor, das die Bewertung der Nachhaltigkeit von Logistikkonzepten ermöglicht.
Die Rückführung von gebrauchten Produkten ist in jüngster Zeit aufgrund der umweltpolitischen Gesetzgebung, eines zunehmend ökologischen öffentlichen Bewusstseins und der Knappheit von Ressourcen ein bedeutsames Thema wissenschaftlicher und industriell-pragmatischer Auseinandersetzung geworden. Insbesondere die Hersteller aus der Glas-, Automobil, Elektronik- und Elektrogeräteindustrie stehen vor der Herausforderung, die Material- und Informationsströme einer Produktrückführung effizient zu koordinieren und in bestehende logistische Strukturen der ursprünglichen Supply Chain zu integrieren. Dabei müssen vor allem die Unsicherheiten in Bezug auf die Qualität, Quantität und das Timing der rückwärtigen Materialflüsse in der logistischen Ablauf- und Aufbauorganisation berücksichtigt werden. Zusätzlich müssen verschiedene hersteller- und produktbezogene Eigenschaften bei der Planung und Durchführung einer Produktrückführung beachtet werden, um eine zweckdienliche und ökonomische Umsetzung zu ermöglichen. In dieser Dissertation wird daher der Ablauf einer Produktrückführung referenzartig beschrieben und als Grundlage für eine typenspezifische Gestaltung des logistischen Netzwerks genutzt. Dabei werden insgesamt acht verschiedene Reboundtypen von Herstellern identifiziert, die an einer Produktrückführung beteiligt sind und deren Eigenschaften hinsichtlich der wirtschaftlichen oder ökologischen Zielsetzung sowie ihrer Möglichkeiten einer erneuten Produktverwendung zu einer jeweils idealtypischen Gestaltung einer integrativen Reverse Supply Chain führen. Durch die Zusammenführung des Referenzmodells einer Produktrückführung mit der Reboundtypologie wird ein Gestaltungskonzept geschaffen, das die typenspezifische Planung und Durchführung aller notwendigen Prozesse für die erneute Nutzung von Altprodukten für verschiedene Einsatzzwecke von der Ressourcenschonung in der Produktion bis zur Absatzsteigerung von Neuprodukten ermöglicht.
Ziel dieser Dissertation war es, ein Referenzmodell für das kybernetische Management wandlungsfähiger Produktionssysteme zu entwickeln. Um dem zunehmenden Grad der Individualisierung von Produkten Rechnung zu tragen, konzentriert sich die Untersuchung auf die Prozesse und Rahmenbedingungen eines Unternehmens mit kundenspezifischer Auftragsinduzierung. Zum Aufbau eines entsprechenden Produktionsmanagementsystems in der Praxis steht dabei die durchgängige Beschreibung der Aufgaben, Prozesse und Informationsflüsse der technischen Auftragsabwicklung sowie die Beschreibung von invarianten Strukturen eines kybernetischen Managementmodells im Vordergrund. Durch die Zusammenführung dieser beiden Perspektiven entstand ein Referenzmodell, welches als Gestaltungsreferenz den Aufbau eines Produktionsmanagementsystems unterstützt, das sowohl die echte Regelung der operativen Prozesse als auch die Wandlungs- und Lebensfähigkeit des Gesamtsystems mit einbezieht und ermöglicht. Dieses Modell eignet sich sowohl für die Anwendung im Unternehmenskontext als auch zur gezielten Vertiefung und Verortung weiterführender Forschungsarbeiten und der Weiterentwicklung von IT-Systemen.
Zwingende Voraussetzung für die nachhaltige Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen ist eine schnelle und adäquate Anpassung an dynamische Marktbedingungen. Diese sind von einem immer stärkeren Wandel geprägt: Neue, offensive Wettbewerber, eine rasante Ausbreitung neuer Produkte und Technologien sowie eine immer stärkere Vernetzung der Güter- und Kapitalströme sind nur einige Charakteristika dieses Wandels. Als Folge davon verkürzen sich Produktlebenszyklen, werden Produkte in zunehmender Variantenvielfalt nachgefragt und schwanken Nachfragezahlen immer stärker. Der Markt sowie das Unternehmensumfeld werden immer dynamischer. Diese Dynamik beeinflusst insbesondere Unternehmen, die in Supply Chains an einer Kunden-Lieferanten-Schnittstelle mit stark schwankendem Unternehmensumfeld agieren. Um die Wettbewerbsfähigkeit zu gewährleisten, müssen Material- und Informationsflüsse so gestaltet werden, dass gleichzeitig die Versorgungssicherheit gewährleistet wird und die Logistikkosten so niedrig wie möglich ausfallen. Zu diesem Zweck existieren unterschiedliche Supply Chain Management-Konzepte, die Unternehmen Vorteile bieten, sofern sie unter den richtigen Bedingungen eingesetzt werden. Eine durch die Turbulenzen des Unternehmensumfelds hervorgerufene Veränderung kann die Effizienz eines momentan eingesetzten SCM-Konzepts an einer Kunden-Lieferanten-Schnittstelle verringern. Eine Anpassung des SCM-Konzepts kann daher notwendig werden. Bis heute fehlt es jedoch an adäquaten Lösungsansätzen zur Bewertung der Kunden-Lieferanten-Schnittstelle unter Berücksichtigung sich ändernder Einflussfaktoren. In dieser Dissertation wurde daher ein Verfahren zur fallspezifischen Entscheidungsunterstützung zur Bewertung und Gestaltung der Kunden-Lieferanten-Schnittstelle aus Kundensicht entwickelt. Kern des entwickelten Verfahrens sind Simulationsmodelle, die es durch Parametervariation möglich machen, Auswirkungen von Veränderungen des dynamischen Unternehmensumfeldes auf die Logistikkosten und -leistung zu beschreiben. Eine Anpassung des SCM-Konzepts erfolgt dabei, wenn fallspezifische Schwellwerte dynamischer Einflussfaktoren über- oder unterschritten werden. Dadurch wird eine schnelle und fallspezifische Bewertung der Kunden-Lieferanten-Schnittstelle bei sich ändernden Einflussfaktoren ermöglicht. Mit Hilfe des Verfahrens sind Unternehmen somit in der Lage auf Veränderungen im Umfeld der Kunden-Lieferanten-Schnittstelle adäquat zu reagieren bzw. antizipative Eingriffe vorzunehmen.
Vor dem Hintergrund der allgemeinen Marktdynamik und der speziellen Dynamik im Maschinen- und Anlagenbau mit variierenden Kundenwünschen und häufigen Spezifikationsänderungen wird es für Unternehmen immer wichtiger, Flexibilität aufzubauen, um der Kundenanforderung an eine hohe Liefertermintreue nachzukommen. Da der größte Teil der Wertschöpfung durch Lieferanten erfolgt und diese bei der projektspezifischen Komponentenfertigung keine Sicherheitsbestände anlegen sondern nur Kapazitäten freihalten können, ist ein Verfahren notwendig, um die externe Kapazitätsflexibilität monetär bewertbar zu machen. Obwohl bereits diverse Konzepte zur Verbesserung der Liefertermintreue vorliegen, können sie jedoch für die unternehmensübergreifende Projektfertigung noch keine hinreichende Lösung bieten. Ein Verfahren, das sowohl Dynamik und Flexibilität berücksichtigt und eine monetäre Bewertung ermöglicht, stellt der aus der Finanzwirtschaft stammende Realoptionsansatz dar. Dieser Ansatz wird auch zunehmend für operative Fragestellungen angewendet. Bisher lag der Fokus jedoch noch nicht auf Lieferantenflexibilität und Liefertermintreue. Ausgehend von einer europaweiten Umfrage wurden die Anforderungen an die Methodik abgeleitet, die relevanten Aspekte der überbetrieblichen Kapazitätsplanung und -steuerung modelliert, die Übertragbarkeit des Realoptionsansatzes überprüft und die einzelnen Verfahrensschritte entwickelt. Hierbei sollte die hohe Komplexität der Liefersituationen mit diversen Unsicherheiten und unterschiedlichen Prozessen in einem Simulationsmodell abgebildet und bewertbar gemacht werden. Die Erkenntnisse des Verfahrens wurden in eine prototypische Softwarelösung überführt, in zwei Fallstudien exemplarisch angewendet und auf ihre Gültigkeit überprüft. Durch Simulationen konnten die monetären Auswirkungen von Lieferterminverzögerungen aufgezeigt und der Mehrwert von flexiblen Kapazitäten dargestellt werden. Anwendern steht es dabei offen, die maximal zu bezahlende Prämie für die Fertigungsbereitschaft eines Lieferanten zu berechnen oder ihre Planungen zu optimieren. Die systematische Vorgehensweise ermöglicht zudem ein monetäres und risikogerechtes Problemverständnis für die Beschaffung von änderungsintensiven Baugruppen, was sogar über die behandelte Fragestellung hinausgehen und auf die Wandlungsfähigkeit von Unternehmen übertragen werden kann, indem der Mehrwert von Veränderungsfähigkeit deutlich wird und zur Entscheidungsfindung beiträgt.
Hybride Supply Chains
(2011)
In dieser Dissertation wird ein Gestaltungsansatz entwickelt, der die hybride Gestaltung der Supply Chain ermöglicht. Dazu wird zuerst ein SCM-spezifisches Zielsystem entwickelt sowie eine Strukturierung und Modellierung relevanter Supply-Chain-Management- und Produktionskonzepte vorgenommen. Auf Basis zweier morphologischer Merkmalsschemata zur Beschreibung und Typologisierung der Kundenanforderungen und des -verhaltens wird eine kundenorientierte Segmentierung der Supply Chain durchgeführt. Um den gebildeten Supply-Chain-Segmenten referenzartige Gestaltungsempfehlungen zuzuweisen, erfolgt eine Analyse der Wirkungszusammenhänge innerhalb von Supply Chains. Auf Basis dieser Analyse werden die zuvor modellierten Supply-Chain-Management- und Produktionskonzepte den Segmenten zugeordnet und referenzartig gestaltete Supply Chain Pipelines gebildet.