Produktionsmanagement
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Vor dem Hintergrund stark wachsender Absatzzahlen in der Windenergiebranche steht Nordex als Hersteller von Windenergieanlagen vor der Aufgabe, auch die Strukturen der Service-Logistik dem angestrebten Wachstum für die kommenden Jahre anzupassen. Eine elementare Frage ist dabei, ob die heutige Distributionsstruktur sowohl dem wachsenden Markt als auch den steigenden Ansprüchen der Kunden hinsichtlich Verfügbarkeit der Anlagen genügen kann. Das Forschungsinstitut für Rationalisierung (FIR) wurde daher von der Nordex Energy beauftragt, die bestehende Netzwerkstruktur mit alternativen Strukturszenarien zu bewerten.
3D-Druck in der Lieferkette
(2018)
Im Forschungsprojekt ‚3Dsupply – Intelligentes Ersatzteilmanagement unter Berücksichtigung additiver On-Demand-Fertigung‘ wurde von einem Projektkonsortium aus fünf Partnern aus Industrie und Forschung ein integriertes Dienstleistungskonzept für Logistikdienstleister entwickelt. Bei der zu erwartenden fortschreitenden Marktdurchdringung der additiven Fertigungstechnologien müssen mögliche Konsequenzen für die Logistikbranche frühzeitig erkannt und chancenorientiert genutzt werden. Die Verlagerung der Produktion hin zum Bedarfsort verringert Transportdistanzen und reduziert Lagervorgänge. Dies senkt zwar auch den Transportbedarf, setzt allerdings die korrekte Informationsweitergabe voraus. Im Rahmen des Forschungsprojekts ‚3Dsupply‘ wurde eine Referenznetzwerkstruktur zur dezentralen Ersatzteilversorgung unter Berücksichtigung additiver Fertigungsverfahren konzipiert. Darauf aufbauend wurde ein Softwaretool zur standardisierten Aufnahme von Fertigungsanforderungen und zur Auswahl potenzieller Produzenten erarbeitet. Das neue Dienstleistungskonzept für den Logistikdienstleister basiert auf einem tragfähigen Geschäftsmodell für Kunden, Dienstleister und Produzenten. Das Projekt wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter dem Förderkennzeichen 02K16C162 gefördert. Während der Projektlaufzeit von September 2017 bis Dezember 2020 wurde das Projekt vom Projektträger Karlsruhe betreut.
Eine wesentliche Hürde in einem Auswahlprojekt ist die unklare oder unrealistische Vorstellung von den eigenen Anforderungen an ein zukunftsorientiertes ERP-/PPS-System. So leiten sich die Anforderungen an eineSoftwarelösung primär von der betrieblichen Aufgabenstellung und den daraus resultierenden Abläufen ab. In der Praxis mangelt es nicht zuletzt aufgrund der organisatorischen Komplexität und deren fehlender Greifbarkeit häufig an einem ganzheitlichen Bild der Auftragsabwicklungsprozesse. So ist es verständlicherweise schwer, die betrieblichen Prozesse ohne ausreichendes Wissen über die aktuelle Ablauforganisation in sinnvoller Weise zukunftsfähig zu gestalten.
Die Bewertung der bestehenden IT-Infrastruktur und die Auswahl eines geeigneten, zukunftsorientierten ERP-/PPS-Systems stellen Unternehmen vor eine komplexe, aber nicht unlösbare Herausforderung. So bindet die Auswahlentscheidung ein Unternehmen in der Regel für einen Zeitraum von bis zu fünfzehn Jahren an das eingeführte System. Die Software und der Entscheidungsprozess betreffen nahezu alle betrieblichen Abteilungen vom Vertrieb über die Konstruktion, die Produktion und den Versand bis hin zum Service. Zudem ist die Einführung einer neuen ERP-/PPS-Software mit hohen Investitionen und einem beträchtlichen internen Personalaufwand verbunden. Auf Grund der Tragweite einer derartigen Entscheidung verlangt ein Auswahlprojekt nach einer adäquaten und erprobten Vorgehensweise. Das FIR begleitet Unternehmen seit über zwanzig Jahren bei der Auswahl der geeigneten IT-Unterstützung mit Hilfe des am Institut stetig weiterentwickelten 3PhasenKonzepts.
Out-of-Stock-Situationen stellen ein großes Problem für Industrie und Handel dar. Insbesondere in der Konsumgüterindustrie, in der regulär die Maxime "never Out-of-Stock" gilt, ist diese Problematik nicht durchgängig gelöst. Die Strategie Efficient Consumer Reponse (ECR) und das Konzept Vendor Managed Inventory (VMI) als Umsetzungsmöglichkeit für ECR sind ein erfolgsversprechender Ansatz, um die Out-of-Stock Problematik erheblich zu reduzieren, wenn nicht gar zu lösen. ECR beschreitet dabei keinen völlig neuen Weg, sondern verbindet bestehende Strategien, Konzepte und Prozessdenken sowie eine konsequente Ausrichtung auf den Endkonsumenten.
5.1 Die Projektergebnisse von myOpenFactory (Teilkapitel aus Kap. 5: Zusammenfassung und Ausblick)
(2007)
Die Herausforderung der myOpenFactory-Initiative lässt sich zusammenfassend beschreiben als die informationstechnische Unterstützung unternehmensübergreifender Prozesse der Auftrags- und Projektabwicklung temporärer Produktionsnetzwerke im Maschinen- und Anlagenbau. Die hohe Komplexität der entsprechenden Koordinationsaufgaben solcher Produktionsnetzwerke resultiert einerseits aus dem hohen Vernetzungsgrad der Strukturen bei meist nur geringer Dauer der projektbezogenen Geschäftsbeziehungen und andererseits aus der Inkompatibilität marktgängiger Softwaresysteme sowie der mangelhaften organisatorischen Gestaltung der überbetrieblichen Auftragsabwicklung.
In den folgenden Abschnitten werden Szenarien zur Weiterentwicklung der Projektergebnisse von myOpenFactory vorgestellt, die neben der bereits erwähnten und begonnenen Internationalisierung des Standards möglich und sinnvoll sind. Diese Darstellung ist nicht vollständig und als Anregung für den weiteren Handlungsbedarf zu verstehen.
Das primäre Ziel des Projekts 'AM 4 Industry' bestand darin, ein Modell zu entwickeln, das die Vorteile der Integration von Additiver Fertigung in die Produktionstechnologien eines Unternehmens aufzeigt. Hierzu wurden sowohl die resultierenden Kosten als auch der durch die Produktion mit Additiver Fertigung generierte Benefit identifiziert.
Das Kosten-Nutzen-Modell soll ein für die Industrie praktikables Modell bieten, das den Vergleich verschiedener Produktionsmethoden für bestimmte Teile ermöglicht. Dadurch sollen Unternehmen befähigt werden, fundierte Entscheidungen über die potenzielle Einbeziehung der Additiven Fertigung in ihre Produktion zu treffen. Heutzutage basieren diese Entscheidungen oft auf unvollständigen Informationen, Teilkosten und unsachgemäßem Urteilsvermögen.
Der Einsatz der Additiven Fertigung zur Herstellung von Teilen verändert oft mehr als lediglich einen Einzelaspekt in der Lieferkette. Aus diesem Grund ist es schwierig, einen klaren Überblick über den möglichen Nutzen sowie eventuelle Kosten zu erhalten. Für einen Vergleich, der alle Aspekte berücksichtigt, ist eine ganzheitliche Betrachtung erforderlich. Hierzu müssen alle einflussnehmenden Faktoren betrachtet werden. Dazu zählt insbesondere die fundierte Betrachtung des gesamten Produktlebenszyklus: Produktdesign / Engineering, Produktion / Qualität, Service / After Sales. Die Vorteile der Produktion mit Additiver Fertigung sind zum Beispiel die Funktionsintegration in einzelne Bauteile oder neue Möglichkeiten in der Ersatzteilfertigung. Demgegenüber stehen jedoch u. a. teilweise längere Produktionszeiten und hohe Implementierungskosten der Technologie.
Da es nicht möglich ist, den Nutzen der Additiven Fertigung allein mit einem klassischen Kostenvergleich zu bewerten, musste ein neues generisches Modell entwickelt werden, das die über den gesamten Lebenszyklus entstehenden Kosten mit den technologischen Vorteilen vergleicht. Mit diesem Wissen erhalten Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil, denn anstelle von zeitaufwändigen Trial-and-Error-Tests kann das Modell den Entscheidungsprozess beschleunigen und die Erfolgsrate der Entscheidungen erhöhen.
Darüber hinaus wird ein wirtschaftlicherer Einsatz der Technologie ermöglicht, indem bei der Anwendung des entwickelten Modells neue Vorteile Additiver Fertigung identifiziert und schließlich nutzbar gemacht werden können. Die Anwendbarkeit des Modells in einem frühen Stadium - auch ohne genaue Daten - ermöglicht es Anwendern, sich bei ihren Bemühungen auf erfolgversprechende Anwendungsfälle zu konzentrieren und damit Ressourcen effizienter einzusetzen.
Immer häufiger sind kleine und mittlere Unternehmen der Konsumgüterindustrie nicht in der Lage, die vom Markt geforderte logistische Leistung zu erbringen. Die Hauptursache ist der anhaltende Zielkonflikt zwischen dem Wunsch nach einer Steigerung der Logistikeffizienz und dem Bestreben der Erhoehung der Logistikleistung. Im Rahmen von HybridChain wurden Gestaltungsempfehlungen fuer den Aufbau und die Konfiguration einer hybriden Supply Chain entworfen. In einer hybriden Supply Chain arbeiten unterschiedliche Teilsysteme an der Erfuellung eines uebergeordneten Ziels, und erreichen dabei ein besseres Ergebnis, als dies bei der alleinigen Nutzung eines einzelnen Teilsystems moeglich waere.
In saturated markets companies have to produce individualized products at low costs. In order to produce the high-variety of products efficiently and to be able to react effectively to order-variations, the production process structures must be most flexible and sustainable. Therefore adaptability of planning processes within the company and the supply chain is a precondition. Moreover an adaptive, decentralized control is necessary, which ensures a synchronized process by a flexible information network across all sub-processes. High Resolution Supply Chain Management aims at designing the production system according to the needs of the company’s supply chain environment.
To reach this goal a consistent research methodology has been elaborated. Based on the Viable System Model (VSM) developed by Stafford Beer current production systems are analyzed preliminary in terms of integrity.
With the gained knowledge a complete recursive model of a Viable Production System is developed. The recursive character of the approach allows identifying independent units within production systems on a detailed level. These units are meant to be self-optimizing control units, whereas the purpose of a unit is to independently optimize its part of the production system or production planning process. The architecture allows modelling a decentralized production system that meets all requirements of a flexible, adaptable production system. Thereupon, research focuses on the development of process and control loops for each of the identified units.
Each unit requires specific input information to be able to achieve a maximum degree of planning accuracy within its boundaries. For the communication of different units a flexible information flow has to be secured. Consequently an additional hierarchical and consistent set of objectives is necessary. Only consistent superior objectives can secure local optimization which yields to something like an overall optimum.
By integrating all results into a complete model of a Viable Production System, the adaptability of planning processes is reached due to the decentralized control of the different units, the consistent set of objectives and flexible information network.
[Conference paper]High Resolution Supply Chain Management – Enabling adaptable planning processes
(2007)
Increased competition has continuously led to a shift of production locations from high-wage to low-wage countries. To counteract this development the manufacturing of customized goods at the costs of mass production is necessary. This goal can be reached by solving the polylemma of production. High Resolution Supply Chain Management provides an approach to achieve higher planning efficiency and production profitability by increased flexibility and value orientation of inter- and in-company production planning and control systems. High Resolution Supply Chain Management aims for the establishment of information transparency within supply chains which does not exist in today's production networks. This will assure the availability of goods by local, self-optimizing control loops. Prerequisite is the creation of communication interfaces and data standards. By assuring the information flow and defined control loops High Resolution Supply Chain Management leads to an adaptive and self-optimized production system. In the last few years globalization led to a higher stress of competition of producing companies in high-wage countries. Cost advantages in production, like lower wages and social contributions, result in a relocation of production plants from countries as e.g. the United States or Germany to low-wage countries. Besides the lower wages the higher profitability is due to cost-effective mass production through economies of scale. At the same time customers ask for more individualized and lower priced products lined up with the wish of shorter lead times. Thus, companies have to gain the capability to adapt rapidly to customers requests. Short customer response times, high flexibility in production planning and -control (PPC) and manufacturing are necessary. Thereby, one frequently neglected competitive advantage of production locations in high-wage countries is the customer proximity. Industry now realizes this advantage and strengthens its efforts towards individualized production. A competitive advantage for high-wage countries can therefore be gained if individualized products are produced at nearly the costs of mass production. Thus, the resolution of the polylemma of production is underlying condition for saving labor in high-wage countries.
Produzierende Unternehmen sind heutzutage aufgrund zunehmender Konkurrenz aus Niedriglohnländern und eines schrumpfenden Technologievorsprungs einem enormen Kostendruck ausgesetzt, sodass Konzepte zur Steigerung der Produktivität erforderlich werden. Diese Konzepte sind vor allem auf die Optimierung innerbetrieblicher Abläufe auf Basis von Rückmeldedaten ausgerichtet. Eine notwendige Bedingung für das Ausschöpfen datenbasierter Wertschöpfungspotenziale ist eine konsistente und widerspruchsfreie Datenbasis. Mit dem Forschungsprojekt „Anwendung der Datenfusion bei der Erfassung und Speicherung betrieblicher Rückmeldedaten (DaFuER)“ wird demgemäß das Ziel verfolgt, die Erhöhung der Datenqualität von betrieblichen Rückmeldedaten durch die Anwendung von Methoden der Datenfusion zu ermöglichen.
Als Ergebnis des Forschungsprojekts wird in diesem Leitfaden eine Methode zur anwendungsfallspezifischen Ableitung geeigneter Methoden der Datenfusion dargelegt. Zunächst erfolgt die Definition des Anwendungsfalls. Dabei wird zur Ermittlung relevanter Informationsbedarfe den Anwendenden der Methodik eine Übersicht bereitgestellt, welche die verschiedenen für die Produktionsplanung und steuerung benötigten Informationen enthält. Außerdem werden Datenquellen anhand der Art der Datenerfassung klassifiziert. Diese Klassifikation ist die Grundlage für die Identifikation der im jeweiligen Anwendungsfall zur Verfügung stehenden Datenquellen.
Im Folgenden werden aus den verfügbaren Datenquellen diejenigen ermittelt, welche fusioniert werden sollen. Dazu wurde eine tabellarische Übersicht erstellt, mit Hilfe derer Datenquellen den Informationen zugeordnet werden, die sie bereitstellen. Weiterhin werden diese Datenquellen hinsichtlich ihrer Datenqualität auf Basis ausgewählter Qualitätsmerkmale bewertet. Für eine benötigte Information wählen die Anwendenden aus den ihnen zur Verfügung stehenden Datenquellen diejenigen zur Fusion aus, welche den Informationsbedarf decken und sich hinsichtlich der Erfüllung der Qualitätsmerkmale komplementieren.
Zuletzt wird eine für den konkreten Anwendungsfall geeignete Fusionsmethode der ausgewählten Datenquellen bestimmt. Grundlage dafür ist eine morphologische Untersuchung von Datenquellen. Durch eine Clusteranalyse möglicher Fehlerarten in Abhängigkeit der Kombination von verschiedenen morphologischen Merkmalsausprägungen werden prozesstypische Fehler der Datenfusion abgeleitet. Somit ist man in der Lage, anhand der ausgewählten Datenquellen die spezifischen Herausforderungen bei der Datenfusion zu identifizieren. Für die finale Auswahl einer für den Anwendungsfall geeigneten Datenfusionsmethode wurden für die ermittelten Prozessfehler die jeweiligen Eignungen der verschiedenen Methoden bewertet. Auf Grundlage dieser Bewertung wählen die Anwendenden schlussendlich diejenige Methode aus, die für die von ihnen identifizierten Herausforderungen am besten geeignet ist.
Durch die Globalisierung haben sich in den letzten Jahrzehnten überwiegend internationale und hochkomplexe Lieferketten entwickelt. Nationale und internationale Herausforderungen, wie beispielsweise der Brexit, die Corona-Pandemie, Handelskriege und Protektionismus oder auch verschiedene Naturkatastrophen haben in der Vergangenheit gezeigt, dass die Relevanz eines ganzheitlichen Supply-Chain-Risikomanagements durch den Anstieg der Komplexität in den Lieferketten stark gestiegen ist.
Im vorliegenden Positionspapier wird das Konzept einer Produktionsregelung beschrieben. Zunächst wird der Begriff der Produktionsregelung erläutert. Durch die kontinuierliche Erfassung und Überwachung des Ist-Zustands und den Abgleich mit den Soll-Werten werden Anpassungen am Produktionssystem möglich.
Zur erfolgreichen Einführung dieses Konzepts sind zwei Dimensionen in folgenden vier Handlungsfeldern zu entwickeln:
• Hochauflösende Auftragsüberwachung,
• datengestützte Produktionssteuerung,
• Production-Analytics,
• Produktionsregelung.
Für produzierende Unternehmen ergeben sich hieraus folgende Vorteile:
• Höhere Transparenz über betriebliche Abläufe
auf dem Shopfloor,
• Erhöhung der Reaktionsfähigkeit (geringe Reaktionszeit, bessere Lösungsqualität) der Fertigungssteuerung,
• Steigerung der Stamm- und Plandatenqualität durch kontinuierlichen Abgleich,
• Steigerung der logistischen Leistungsfähigkeit des Produktionssystems.
Im Mittelpunkt der IT-Systemarchitektur der großen und kleinen Unternehmen fungiert als zentrale Instanz seit jeher das Enterprise-Resource-Planning-System (kurz ERP-System). Damit dient es als Schnittstelle zur hochgradigen Integration von Anwendungen, die verstärkt die Kernapplikationen erweitern und modernisieren. Für die zunehmend an Projekten ausgerichtete Prozessmodellierung ist das implementierte ERP-System in seiner Agilität und Offenheit zu begrenzt. Individuelle Lösungen werden für unternehmerische Anforderungen geschaffen, aber nicht in den Standard überführt. In diesem Positionspapier zeigen wir, die Fachgruppe Produktionsplanung des FIR, anhand verschiedener Sichtweisen ausgewählte Trends auf, die großes Potenzial für die Zukunft des ERP-Systems bereithalten.
Heutzutage werden in der Möbelindustrie oftmals kostengünstige Möbel in Serienproduktion gefertigt, bei denen die Produkte vor allem von Kurzlebigkeit und geringer Qualität geprägt sind. Die hohe Konkurrenz drängt kleinere Betriebe vom Markt und Aspekte der Produktindividualisierung, um unterschiedlichen Wohnräumen und Lebensanforderungen zu entsprechen, rücken immer stärker in den Hintergrund. Kommt der Wunsch nach einem individualisierten, innovativen und nachhaltigen Möbelstück auf, gibt es derzeit verschiedene Anbieter, die aber oftmals nicht allen Kriterien entsprechen und lange Lieferzeiten, hohe Preise und geringe Kundeneinbindung aufweisen. Mit dem EU-Projekt ‚INEDIT‘ wird deshalb das Ziel verfolgt, eine Plattform zu entwickeln, auf der maßgefertigte, innovative und nachhaltige Möbelstücke zu einem fairen Preis produziert und gehandelt werden können. Nach dem „Do-it-together“-Ansatz entsteht ein Geschäftsökosystem, das nicht nur für Kund:innen, sondern auch für Designer:innen, Zulieferer und Fertigungsbetriebe einen Mehrwert schafft. Für diese neuartige Form der Zusammenarbeit müssen auch potenzielle Erlösmodelle neu gedacht werden und Anreize für die gemeinsame Nutzung der Plattform geschaffen werden. Ziel ist es, den strategischen Fit von Plattformnutzern und passenden Geschäftsmodellen zu gewährleisten und die Nutzung der Plattform für alle optimal zu gestalten.
Im neu gestarteten Forschungsprojekt ‚STAFFEL‘ soll eine Internetplattform entstehen, die mithilfe von KI-Algorithmen Langstrecken des Straßengüterverkehrs in Teilstrecken
zerlegt. Speditionen können dann die Teilstrecken ihrer Touren über einen Lenkzeiten-Marktplatz an geeignete Frachtführer vermitteln. Am Ende einer Teilstrecke sollen die Trailer durch digitalisierte IoT-Schlösser schlüssellos an den nächsten, ausgeruhten Fahrer übergeben werden. Durch die IoT-Schlösser soll ein sicherer und robuster Übergabeprozess etabliert werden, sodass die Übergabe des Trailers auch speditionsübergreifend gewährleistet werden kann. Zudem sollen weiterführende Services für Fahrer wie Hotelreservierung oder Mautbuchung inkludiert und so der Planungsprozess für die
Fahrer vereinfacht werden.
Zur Planung und Steuerung setzen Unternehmen der produzierenden Industrie heute auf umfassenden Softwareeinsatz. Deshalb begründen sie eine geringe logistische Zielerfüllung bezüglich Lieferfähigkeit und Liefertreue häufig mit Defiziten der Software. Doch Praxiserfahrungen zeigen, dass die Industrieanwender die Bedeutung organisatorischer Defizite in der innerund" überbetrieblichen Auftragsabwicklung deutlich unterschätzen.
Deshalb untersuchten die drei Institute
• Fraunhofer Institut für Produktionstechnik und Automatisierung IPA, Stuttgart;
• Forschungsinstitut für Rationalisierung FIR, Aachen sowie
• Laboratorium für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre WZL der RWTH
Aachen
den Einfluss dieser Defizite auf die Lieferterminermittlung und -erfüllung. Ausgangspunkt der Studie waren Thesen, die eine qualitative Befragung der Produktions- und Logistikverantwortlichen verifizieren sollte.
[Study] Blockchain
(2019)
Distributed ledger technologies, of which the best known example is blockchain, were expected to make their big breakthrough in 2018. Instead, the opposite happened. Cryptocurrency price slumps and delays in promising projects became symptoms of a new sense of caution. Organizations tried to use blockchain in unsuitable applications, and underestimated implementation hurdles. Despite this, the need for effective data exchange and data management in today's connected world remains high. Decentralized solutions, intelligent sensors, global supply chains and vast quantities of customer data will further stimulate demand for specialized and powerful data management systems. Blockchain therefore remains one option to enable a secure and interconnected world. The following five-step approach will help you harness blockchain's potential, avoiding common mistakes and overcoming implementation hurdles on your way.
Prozesse in der produzierenden Industrie sind über Jahre gewachsen. Nicht selten bilden diese einen eingeschwungenen Zustand ab, der seit Jahren unverändert ist oder nur geringen Anpassungen unterlag. Die aktuellen Trendthemen und Krisen erhöhen den wirtschaftlichen und sozialen Druck auf Unternehmen, sich verstärkt mit den eigenen Prozessen auseinanderzusetzen und insbesondere durch effiziente Nutzung der eigenen Ressourcen Verschwendungen zu reduzieren.
In diesem Whitepaper stellen wir Ihnen die Technologie Process-Mining vor und zeigen auf, welche enormen Potenziale in ihrer Anwendung liegen. Auch mit einer neuen Technologie ist jedoch ohne kompetente Anwendung
kein Erfolg erzielbar. Unser vorliegendes Whitepaper soll Ihnen dazu verhelfen, zu erkennen, welche Hürden Sie überwinden müssen, um das Potenzial von Process-Mining für sich zu heben, und wie wir vom FIR an der RWTH Aachen Ihnen bei der Umsetzung helfen können.
Deutschland als Produktionsstandort befindet sich in einem revolutionären Wandel und sieht sich mit komplexen Anforderungen konfrontiert. Neben kurzen Lieferzeiten und günstigen Preisen fordert der Markt ständig differenziertere und qualitativ hochwertigere Produkte. Gleichzeitig steigt die Marktdynamik aufgrund der starken Kundenorientierung und der damit verbundenen Auftragsschwankungen. Dadurch nimmt die Komplexität von Koordination, Planung und Steuerung der betrieblichen Abläufe zu, wodurch Unternehmen oftmals an ihre Grenzen stoßen. Um den Kundenanforderungen dennoch gerecht zu werden, sehen Unternehmen die Digitalisierung als einen entscheidenden Faktor für den Unternehmenserfolg an. Jedoch stehen die Unternehmen vor der Herausforderung, jene im Rahmen von Industrie 4.0 erfolgreich in ihrem Unternehmen umzusetzen.
Die andauernde Globalisierung stellt Unternehmen weiterhin vor erhebliche Herausforderungen. Während sich zum einen die Wettbewerbssituation verschärft, steigen zum anderen die Kundenansprüche. Um dem Kundenwunsch nach individuellen Produkten gerecht zu werden, differenzieren Unternehmen ihr Produktangebot. Gleichzeitig erlaubt die fortschreitende Vernetzung eine höhere Innovationsgeschwindigkeit, die u. a. eine Verkürzung der Produktlebenszyklen bewirkt. Dieser Anstieg an zeitgleich zu erbringenden Leistungen sorgt für immer komplexere Unternehmensprozesse und Wertschöpfungsketten. Auch die zunehmende Anzahl an Partnern und Dienstleistungen sowie deren beständiger Wechsel steigern die Komplexität und damit den Koordinationsbedarf in Supply-Chains. Dieser Aufwand nimmt dabei mit steigender Anzahl der Faktoren exponentiell zu. Darüber hinaus rufen die steigende Anzahl an IT-Systemen sowie deren Änderungsgeschwindigkeit hochkomplexe und dynamische Strukturen hervor. Insbesondere die wechselseitigen Beziehungen zwischen den genannten Einflussfaktoren führen zu einem intransparenten Gesamtsystem.
"Tracking & Tracing"-Systeme steigern merklich die Transparenz in der Produktion und der Lieferkette. Insbesondere Such-, Buchungs-, und Inventuraufwände sowie Schwund, Engpässe und Transportkosten lassen sich dadurch reduzieren. Die gewonnene Transparenz hilft bei der Erreichung einer flexiblen Produktion, sodass sich durch eine adaptive Planung und Steuerung bestehende Prozesse kontinuierlich verbessern lassen. Das jetzt erschienene Whitepaper beleuchtet Nutzen und Potenziale von Tracking & Tracing, stellt einen systematischen Ansatz zur Einführung von Tracking- und Tracing-Systemen vor und beschreibt hierbei anfallende Herausforderungen.
Wie auch in den Umsetzungsempfehlungen des Arbeitskreises Industrie 4.0 von der acatech aufgeführt, sollen vorhandene Technologien zur Umsetzung genutzt werden. Im konkreten Anwendungsfall des hier vorgestellten Ansatzes wird ein analoger Weg verfolgt. Bereits in den letzten Jahren war zu sehen, dass immer mehr Daten im Internet verfügbar sind. Somit können sich die skizzierten Serviceanbieter bereits heute Daten aus dem Internet bedienen. Der bereits eingeleitete Trend hin zu mehr Datenverfügbarkeit im Internet wird die Servicedienstleister zudem bei Weiterentwicklung stärker befähigen, künftig mehr Daten aus dem Internet zu bekommen. In der Konsequenz wird die Datenmenge, die einzelne Unternehmen direkt an den Serviceanbieter bereitstellen müssen, geringer werden und somit sinkt die Eintrittsbarriere für einzelne Unternehmen in der Zukunft mehr und mehr, zumal die zuvor beschriebenen Vorteile für einzelne Unternehmen nicht zu unterschätzen sind.
The shop floor is a dynamic environment, where deviations to the production plan frequently occur. While there are many tools to support production planning, production control is left unsupported in handling disruptions. The production controller evaluates the deviations and selects the most suitable countermeasures based on his experience. The transparency should be increased in order to improve the decision quality of the production controller by providing meaningful information during his decision process. In this paper, we propose a framework in which an interactive production control system supports the controller in the identification of and reaction to disturbances on the shop floor. At the same time, the system is being improved and updated by the domain knowledge of the controller. The reference architecture consists of three main parts. The first part is the process mining platform, the second part is the machine learning subsystem that consists of a part for the classification of the disturbances and one part for recommending countermeasures to identified disturbances. The third part is the interactive user interface. Integrating the user’s feedback will enable an adaptation to the constantly changing constraints of production control. As an outlook for a technical realization, the design of the user interface and the way of interaction is presented. For the evaluation of our framework, we will use simulated event data of a sample production line. The implementation and test should result in higher production performance by reducing the downtime of the production and increase in its productivity.
Companies operate in an increasingly volatile environment where different developments like shorter product lifecycles, the demand for customized products and globalization increase the complexity and interconnectivity in supply chains. Current events like Brexit, the COVID-19 pandemic or the blockade of the Suez canal have caused major disruptions in supply chains. This demonstrates that many companies are insufficiently prepared for disruptions. As disruptions in supply chains are expected to occur even more frequently in the future, the need for sufficient preparation increases. Increasing resilience provides one way of dealing with disruptions. Resilience can be understood as the ability of a system to cope with disruptions and to ensure the competitiveness of a company. In particular, it enables the preparation for unexpected disruptions. The level of resilience is thereby significantly influenced by actions initiated prior to a disruption. Although companies recognize the need to increase their resilience, it is not systematically implemented. One major challenge is the multidimensionality and complexity of the resilience construct. To systematically design resilience an understanding of the components of resilience is required. However, a common understanding of constituent parts of resilience is currently lacking. This paper, therefore, proposes a general framework for structuring resilience by decomposing the multidimensional concept into its individual components. The framework contributes to an understanding of the interrelationships between the individual components and identifies resilience principles as target directions for the design of resilience. It thus sets the basis for a qualitative assessment of resilience and enables the analysis of resilience-building measures in terms of their impact on resilience. Moreover, an approach for applying the framework to different contexts is presented and then used to detail the framework for the context of procurement.
Many ERP systems support configurable materials. Due to an ever increasing number of product variants the benefits of this approach are well understood. However, these implementations are not standardized. In this article we propose a new standard interface for the exchange of configuration data. This would lead to further benefits as systems as Advanced Planning systems could better use manufacturing flexibility while web shops as Amazon could easily integrate manufacturers of complex products with much reduced implementation effort.
The digital transformation brings up various new tasks to manage new business application software and integrate them into existing business processes and legacy systems, which are necessary to keep e.g. a production system running. Today, all these tasks are on the one hand not clearly defined and on the other hand, responsibility of these cross-disciplinary tasks is unclear in companies being mostly structured in a function-oriented way. While quality management has developed to a firmly established function of process excellence years ago, IT-application management is still to become an inevitable part of the digital transformation. There are just a few authors trying to define and describe this part, the related tasks, and necessary roles in an organization. In this paper, we show how the business needs of a company can influence the ideal adaptation of the digitization solutions and thus become the success of the digital transformation. We base the paper on a use case in manufacturing companies. We then describe how companies deal with business application systems today. Based on the framework Aachen Digital Architecture Management we describe how a company can holistically improve the management of business application systems.
Influenced by the high dynamic of the markets the optimization of supply chains gains more importance. However, analyzing different procurement strategies and the influence of various production parameters is difficult to achieve in industrial practice. Therefore, simulations of supply chains are used in order to improve the production process. The objective of this research is to evaluate different procurement strategies in a four-stage supply chain. Besides, this research aims to identify main influencing factors on the supply chain’s performance. The performance of the supply chain is measured by means of back orders (backlog). A scenario analysis of different customer demands and a Design of Experiments analysis enhance the significance of the simulation results.
The COVID-19 pandemic has shown companies that their on-premise infrastructures often reach their limits with a large number of remote accesses. The transition to cloud-based solutions could represent a more efficient alternative. However, many German companies, especially small and medium-sized enterprises (SME), are still hesitant to take this big step of transferring applications to the cloud. For this reason, this paper examines the question of whether existing migration approaches in the analysis phase fit the specific requirements of SMEs. Using a literature review methodology, we first identify and analyze determinant factors for cloud adoption in SMEs. On this basis, we analyze existing methods in the analysis phase for migrations from on-premise software to cloud solutions. We investigate whether these factors are considered in the analysis phase of the approaches and conclude their suitability for SMEs. Of the migration approaches we examined, none included all the factors we identified as relevant to SMEs. Fewer have considered all factors fully and in detail. We present the results of the literature search process in tabular form and conclude this paper with a discussion and synthesis of the literature as well as an outlook on further research fields.
Heutige Unternehmen sehen sich fortwährend verschärften Marktanforderungen ausgesetzt. Als Schlüssel zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit erweist sich neben der Entwicklung neuer Produkte oder dem Einsatz innovativer Fertigungstechnologien insbesondere die Kooperation mit Kunden und Lieferanten, also die Bildung von Unternehmensnetzwerken entlang der Wertschöpfungskette. Unter dem Begriff Supply Chain Management (SCM) werden Software-Lösungen gehandelt, die Unternehmen bei der Gestaltung, Planung und Steuerung dieser Netzwerke unterstützen. Für potenzielle Anwender stellt sich der Markt für SCM-Software allerdings als sehr unübersichtlich dar. Die angebotenen Lösungen unterscheiden sich sowohl in ihren Funktionsumfängen wie auch in ihren Lösungsansätzen. Ziel: Dieser Marktspiegel verfolgt das Ziel, einen schnellen Überblick über den Markt für SCM-Software zu geben. Unternehmensfachleute und Entscheider erhalten so grundlegende Informationen über das aktuelle Angebot an SCM-Software. Der einführende Teil ordnet nach einer Begriffsbestimmung das Supply Chain Management in den Aufgabenkomplex der betrieblichen Planung und Steuerung ein. Es folgt eine grundlegende Bewertung der untersuchten SCM-Software im Hinblick auf die Unterstützung der relevanten Aufgaben. Anschließend folgen konkrete Hilfestellungen für die Durchführung eines Projektes zur Auswahl eines SCM-Systems, indem eine Methodik zur sicheren und effizienten Auswahl und Einführung von SCM-Lösungen vorgestellt wird. Abschließend gibt der Marktspiegel einen Überblick über die relevanten Anbieter und deren Software-Angebot. Im Rahmen einer SoftwareAuswahl bietet der Marktspiegel demnach eine erste Orientierung im Markt für SCM-Software. Im Verbund mit der Internetplattform IT-Matchmaker®
unterstützt der Marktspiegel darüber hinaus Unternehmen bei der konkreten Durchführung eines Auswahl-Projekts im SCM-Bereich. Konzept:
Grundlage des Marktspiegels ist ein Aufgabenmodell, aus dem ein standardisierter Fragenkatalog entwickelt wurde. Hiermit lassen sich die verschiedenen im Marktspiegel abgebildeten Softwarelösungen übersichtlich und detailliert darstellen und vergleichen. Gleichzeitig dient der Fragenkatalog als Vorlage für die Erstellung von Lastenheften im Rahmen konkreter Auswahlprojekte. Der Fragenkatalog sowie die jeweils aktuellen Marktdaten sind über den IT-Matchmaker® (www.itmatchmaker.com) der Trovarit AG verfügbar und unterstützen die Vorauswahl einer geeigneten SCM-Software.
Aachener PPS-Modell
(2012)
Die Produktionsplanung und -steuerung bildet heute nach wie vor den Kern eines jeden Industrieunternehmens. Entgegen bisweilen kurzzeitigen Trends, die sich in immer wieder als „modern“ und „zeitgemäß“ proklamierten Konzepten äußern, hält das Aachener PPS-Modell am Betrachtungsansatz des ganzheitlichen Produk-tionssystems fest. Ressourcen und Prozesse eines Unternehmens und darüber hinaus auch die der Zulieferer müssen auf den Nutzen des Kunden bzw. auf die Wertschöpfung für den Kunden abgestimmt sein. Im Vordergrund steht die Optimierung des gesamten Produktionssystems. Produktionssysteme beschreiben die ganzheitliche Produktionsorganisation und beinhalten die Darstellung aller Konzepte, Methoden und Werkzeuge, die in ihrem Zusammenwirken die Effektivität und Effizienz des gesamten Produktionsablaufes ausmachen. Die Orientierung am Kundennutzen muss dabei wei-testgehend unter Vermeidung von Verschwendung erfolgen. Dafür stehen heute die Begriffe "Production System" und "Lean Thinking".Die Produktionsplanung und -steuerung ist der wesentliche Baustein eines Produktionssystems.
Die Entwicklung des Aachener PPS-Modells erfolgte mit dem Ziel, die ganzheitliche Betrachtungsweise durch Abstraktion bzw. Vereinfachung in der modellhaften Abbildung aller relevanten Zusammenhänge in der PPS zu unterstützen. Dabei lässt sich feststellen, dass eine ganzheitliche Betrachtung des Produktionssystems mit dem Fokus auf die PPS mit einem hohen Komplexitätsgrad einhergeht. Der Gesamtumfang einer solchen ganzheitlichen Betrachtungsweise macht es erforderlich, das Modell in verschiedene anforderungsspezifische Bereiche zu untergliedern und die einzelnen Teilmodelle miteinander zu verknüpfen.
Einen Überblick über das Grundverständnis und den Aufbau des Aachener PPS-Modells liefert der folgende Abschnitt. Im Anschluss daran erfolgt eine grundlegende Darstellung der Einsatzmöglichkeiten einzelner Modellteile, im Rahmen des Aachener PPS-Modells auch Referenzsichten genannt, sowie eine kurze inhaltliche Beschreibung der einzelnen Referenzsichten.
Nachhaltiges Wirtschaften und verantwortungsvoller Umgang mit Ressourcen und Umwelt haben in der deutschen Gesellschaft einen hohen Stellenwert erlangt. Durch eine bessere Produktrückverfolgung und höhere Transparenz in Supply-Chains wird ressourcenschonendere Wertschöpfung ermöglicht. Zusätzlich fordern Kunden eine Einsicht in die Lieferkette und wollen über Produktion und Herkunft der Produkte informiert werden. Die Blockchain als verteilte Datenbank mit außerordentlicher Datensicherheit, Verfügbarkeit von Informationen in Echtzeit im gesamten Netzwerk und hoher Verlässlichkeit bietet dabei die technologische Grundlage, die Transparenz in den Lieferketten zu erhöhen. So können Daten zu Emissionen, Arbeitsbedingungen, Materialherkunft und weiteren Nachhaltigkeitskriterien entlang der Lieferkette aufgenommen und verteilt werden.
Die Anforderungen von Anwendern und Lösungsanbietern an eine Blockchain-Applikation flossen in eine Referenzarchitektur für diese ein. Dabei wurden z. B. die Gestaltung von Schnittstellen, benötigte Daten und Zugangsrichtlinien definiert. Gemeinsam mit dem DIN wurden die Ergebnisse in eine Standardisierung überführt. Anschließend wurden Gestaltungsempfehlungen zur Integration einer Blockchain-Applikation abgeleitet und die Ergebnisse in Unternehmen validiert.
Die Referenzarchitektur dient der erleichterten Entwicklung und Implementierung von Blockchain-Applikationen und damit einer Reduzierung von Kosten, Risiken und Zeitaufwand für KMU. Dem Kunden wird ein besserer Zugang zu Informationen über die Herkunft seiner Produkte ermöglicht, um ökologisch sinnvolle und nachhaltige Kaufentscheidungen treffen zu können.
The topics Internet of Things and Industry 4.0 increasingly lead to the fact that the customer is increasingly focused on manufacturing companies. He wants to know delivery date of the product, wants to make changes at short notice, get an individualized product and much more. Technologically, these requirements have already been met, but the structures within the company as well as the operational processes are not yet or only partially prepared to cope with the increasing complexity and dynamics of production. This leads to many deviations with which the production controller must deal, whether they are complex or trivial.
In order to counteract the increasing number and frequency of deviation situations which are currently encountered with complex manual interventions, it is necessary to systematically evaluate deviations and then to allocate them a dominant reaction strategy (manual, partially automated, automated) from which a suitable reaction measure can be derived. This relieves the production controller, since assistance systems partially eliminate deviations independently.
As a result, the production controller gets more time to deal with the cause of deviations so that a new occurrence of deviations can be avoided and the number of deviations can be reduced sustainably. The following paper provides a solution for the assessment of deviations. In addition, it includes differentiation logic to allocate one of the three different reaction strategies to the identified deviation.
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.
Advanced Planning Systems
(2022)
Die Marktstudie wurde von dem Center Integrated Business Applications
(CIBA) gemeinsam mit dem Forschungsinstitut für Rationalisierung (FIR) an der RWTH Aachen durchgeführt und ausgewertet. Befragt wurden 22 Unternehmen, welche als Anbieter von APS-Lösungen verschiedene Planungssysteme für die Produktion für Kunden bereitstellen. Dabei lag der Fokus auf dem Funktionsumfang und den jeweiligen Planungsaufgaben in Supply-Chains.
Crises pose significant short and long-term threats to companies. The research project PAIRS aims to strengthen the resilience of actors in the supply-chain, en-ergy, and healthcare sectors in crisis situations. The basis for this is the newly created potential in data exchange, which is leveraged by combining internal with external (company-)data, e.g. in the GAIA-X network. AI is then the key to iden-tifying the time of the crisis and deriving appropriate actions to deal with it. Therefore, crisis scenarios are generated, and risks are assessed. In this paper, the project fundamentals are discussed. This includes the development of a project definition of the term "crisis", which is based on literature research of various scientific disciplines (e.g. economics or political science), as well as interviews with professional and academic experts from different fields. Moreover, a specif-ic example from the supply-chain domain is introduced to illustrate the process of requirement identification.
Forschungsziel ist die Entwicklung eines ganzheitlichen Ansatzes zur Implementierung von additiver Fertigungstechnologie in KMU. Zunächst wird eine grundlegende Analyse der gesamten Wertschöpfungskette durchgeführt. Hierbei werden die Teilprozesse mit dem Fokus der Qualitätssteigerung und der für KMU optimierten Implementierung detailliert betrachtet und optimiert. Es wird eine allgemeine und folgend dann spezifizierte Kosten-Nutzen-Methode zur Entscheidungsunterstützung, ein Produkt durch additive Fertigungstechnologien herzustellen, erstellt. Parallel werden Konstruktions- und Optimierungsaspekte prozesskettenübergreifend betrachtet. Zudem wird die Weiterentwicklung bestimmter additiver Fertigungsverfahren behandelt. Die Validierung findet innerhalb jedes Arbeitspaketes anhand von projektübergreifenden Use Cases statt, welche durch den projektbegleitenden Ausschuss definiert werden. Im Projekt weden folgende zentrale Ergebnisse angestrebt:
1. Übergreifendes Implementationsmodell inklusive Fertigungstechnologien
2. Kosten-Nutzen-Modell zur Entscheidungsunterstützung
3. Erarbeitung von Richtlinien für die Fertigung von optimiert gekühlten Werkzeugeinsätzen für Spritzgussanlagen
4. Erweiterung der Einsetzbarkeit von additiv gefertigten Komponenten aus Keramikwerkstoffen.
Der Nutzen kann insbesondere für KMU in der Fertigungsindustrie aufgezeigt werden. Zunächst unterstützt das Kosten-Nutzen-Modell bei der Entscheidung für welche Teile ein Technologiewechsel wirtschaftlich sinnvoll ist. Des Weiteren ermöglicht der prozessübergreifende Ansatz eine erleichterte Implementierung in die Produktion und somit die vereinfachte Realisierung von kundenspezifischer Produktion oder die Erschließung neuer Märkte. Hierdurch kann die Wirtschaftlichkeit der Unternehmen gesteigert werden.
Outsourcing of logistics operations (especially transportation, distribution & warehousing) is one of the most viable options exercised by the customers to excel in their logistic operations. Despite the growing outsourcing of logistics services to 3PL providers, both the service providers & their customers are facing tremendous problems in synchronizing the business processes & analyzing the performance using common key performance indicators. There is a huge demand for an integrated approach to help 3PL and their customers better synchronize their business processes and have common goals & perspectives. Such integrated approaches often take shape of a process oriented reference model covering many diverse aspects related to the operations & controlling of any business. In this paper, an integrated reference model to support 3PL service operations is presented. The Logistics Reference Model (LRM) developed & validated in some 3PL service companies encompasses standard business processes, performance measurement system and best practices.
Supply chains form the backbone of modern economies and therefore require reliable information flows. In practice, however, supply chains face severe technical challenges, especially regarding security and privacy. In this work, we consolidate studies from supply chain management, information systems, and computer science from 2010–2021 in an interdisciplinary meta-survey to make this topic holistically accessible to interdisciplinary research. In particular, we identify a significant potential for computer scientists to remedy technical challenges and improve the robustness of information flows. We subsequently present a concise information flow-focused taxonomy for supply chains before discussing future research directions to provide possible entry points.
Die Bewertung der produktionsnahen IT-Infrastruktur und die Auswahl eines passenden ME-Systems stellen Unternehmen vor eine komplexe, aber nicht unlösbare Herausforderung. Die Einführung der Software hat dabei nicht nur Auswirkungen auf den Produktionsprozess, sondern auch auf die Feinplanung und das Qualitätsmanagement. Um die Investionskosten und den internen Personalaufwand für die Einführung gering zu halten, benötigt man eine gezielte Vorgehensweise zur Auswahl des Systems.
Analysis of the Harmonizing Potential of Order Processing Attributes in Spread Production Systems
(2010)
The paper discusses an approach how to measure the competitive advantage of harmonized order processing data by making use of knowledge about the interdependencies between related benefit dimensions. Corresponding harmonization projects are all projects that strive for common structures in product attributes, classification systems or product structures. The main objective of the underlying research work is the development of a method for the estimation of the benefit potential of harmonized order processing data.
The environment in which companies operate is increasingly volatile and complex. This results in an increased exposure to disruptions. Past disruptions have especially affected procurement. Thus, companies need to prepare for disruptions. The preparedness for disruptions in the context of procurement is significantly influenced by the design of the procurement strategy. However, a high number of purchased articles and a variety of influencing factors lead to high complexity in procurement. The systematic design of the procurement strategy should therefore take into account the criticality of the purchased articles. This enables to focus on the purchased articles that have a high impact on the disruption preparedness. Existing approaches regarding the design of the procurement strategy in uncertain environments either lack practical applicability and objective evaluation or focus on the criticality of raw materials rather than of purchased articles. Therefore, a data-based approach for the systematic design of the procurement strategy in the context of the Internet of Production has been proposed. One central aspect of this approach is the identification of success-critical purchased articles. Thus, this paper proposes a framework for characterizing purchased articles regarding supply risks by combining two systematic analyses. First, a systematic literature review is performed to answer the question of what factors can be used to describe the supply risks of purchased articles. The results are analyzed regarding sources and impacts of risks and thus contribute to a structured characterization of supply risks. Second, existing criticality assessment approaches for raw materials are analyzed to identify categories and indicators that describe purchased articles. The results of both reviews provide the basis for linking product characteristics with supply risks and assessing product criticality which will be integrated into an app prototype.
Influenced by the high dynamic of the markets and the steadily increasing demand for short delivery times the importance of supply chain optimization is growing. In particular, the order process plays a central role in achieving short delivery times and constantly needs to evaluate the trade-off between high inventory and the risk of stock-outs. However, analyzing different order strategies and the influence of various production parameters is difficult to achieve in industrial practice. Therefore, simulations of supply chains are used in order to improve processes in the whole value chain. The objective of this research is to evaluate two different order strategies (t, q, t, S) in a four-stage supply chain. In order to measure the performance of the supply chain the quantity of the backlog will be considered. A Design of Experiments approach is supposed to enhance the significance of the simulation results.
Heutige Implementierungsprojekte sind davon geprägt, dass nach dem Go-Live keine Prozesse zur Verfügung stehen, die es ermöglichen, dass neue Anforderungen effizient und kostengünstig umgesetzt werden. Dies resultiert in einem sinkenden Nutzen für die Anwender. Erst, wenn das eingesetzte System durch zahlreiche Workarounds und selbst entwickelte Anwendungen nicht mehr handhabbar ist, werden kostenintensive Anpassungs- und Neueinführungsprojekte angestoßen. Ein Ausweg hieraus kann ein konsequent umgeetztes, kontinuierliches und kurzzyklisches Anforderungsmanagement sein, dass Prozesse und eingesetzte IT-Lösungen deckungsgleich hält.
Insbesondere mittelständische Unternehmen weisen starke Defizite in der digitalen Vernetzung ihrer Produktion auf. Im Rahmen des industrienahen Forschungsprojekts DaFuER werden die State-of-the-Art-Methoden zur Datenfusion und Fehlerreduzierung bei datengetriebenen Rückmeldeprozessen näher analysiert und in industriellen Use-Cases validiert. So wird die Datenfusion auch im Alltag für reale Produktionsprozesse von kleinen und mittleren Unternehmen weiter erschlossen. Weiterhin werden häufig fehlerhafte Rückmeldedaten in Prozessen sowie mögliche Optimierungspotenziale aufgezeigt.
Projektziel war die Entwicklung einer Entscheidungsunterstützung für den Fertigungssteuerer, die eine differenziertere Betrachtung von Abweichungen in der Fertigung ermöglicht. Des Weiteren soll die Entscheidungsunterstützung dazu dienen, durch die Bewertung von Abweichungen transparent zu machen, bei welchen Abweichungen dringender Handlungsbedarf besteht und in welcher Art und Weise interveniert werden muss. Durch die Berücksichtigung von Entscheidungen bzgl. Abweichungssituationen aus der Vergangenheit werden zukünftige Abweichungen so besser bewertet werden können.
Applying Game Theory in Procurement. An Approach for Coping with Dynamic Conditions in Supply Chains
(2014)
Producing companies are facing continually changing conditions accompanied by higher requirements with respect to the flexible configuration of their supply chain. The challenge resulting from this initial situation is to develop systems that have the availability of adjusting their planning procedures and aims depended on the situation and therefore accommodate the increasing demand for flexibility. To address this challenge game theory seems to be a new and promising approach. The aim and added-value of the research work described here is to develop a decision model for the area of procurement using solutions concepts of game theory. Especially in times of high volatility such a decision model can support material requirements planners better than today's common selective planning logics.
In this paper the model to be solved by game theoretic solution concepts is presented. A research study has been conducted which proved the need for combining existing methods of procurement quantity calculation by means of game theoretic solution concepts. Some of the results of this study are presented in this paper. In the last part of the paper a structure for classifying game theoretic models is presented. This structure should support in selecting the appropriate solution concept for real-life decision-situations and is able to support in any practical application-field finding out the most appropriate game theoretic solution concept.
Supply Chain Management delivers a considerable amount of ideas and methods to design the value stream. Each of these concepts may lead to significant cost reduction and higher service levels. But the same concept does not work for different customers and their diverse needs. Thus, a “one size fits it all” supply chain cannot lead to success. The key to overcome this obstacle is the hybrid supply chain. This paper outlines the application of hybrid system theory to supply chains. After a comprehensive overview of existing methods for the design of supply chains is given, a methodology for a customer-to-customer oriented supply chain design is presented. This approach adopts the hybrid system theory to supply chains which is in a nutshell that hybrid systems use the advantages of its subsystems to reach a superior result to one system alone. Concluding a case study illustrates the application of the methodology.
With big data-technologies on the rise, new fields of application appear in terms of analyzing data to find new relationships for improving process under-standing and stability. Manufacturing companies oftentimes cope with a high number of deviations but struggle to solve them with less effort. The research project BigPro aims to develop a methodology for implementing counter measures to disturbances and deviations derived from big data. This paper proposes a methodology for practitioners to assess predefined counter measures. It consists of a morphology with several criterions that can have a certain characteristic. Those are then combined with a weighting factor to assess the feasibility of the counter measure for prioritization.
Companies in high wage countries are increasingly confronted with the challenge of optimizing economies of scope and economies of scale simultaneously to succeed on a global market place. An integrated assessment of production systems facing this challenge is essential to evaluate the actual state of a company and to provide a basis for drawing the right conclusions to reconfigure production systems successfully.
In this paper an integrated model for measuring economies of scope as well as economies of scale is introduced, defining the fundamental domains of a production system. The major objectives resulting from the overall scale-scope dilemma are broken down for each domain and the main dimensions for an assessment of each domain are defined. A new measure named Degree of Efficiency is defined, quantifying the fulfillment of the opposing objectives in each domain and hence, the contribution to an overall resolution of the scale-scope dilemma.
Unternehmen sind mit einem zunehmend dynamischen Marktumfeld und komplexen Wertschöpfungsbeziehungen konfrontiert. Von besonderer Bedeutung ist die Sicherstellung effizienter und flexibler Prozesse und Abläufe entlang der gesamten Supply-Chain. Gerade im zwischenbetrieblichen Kontext müssen Entscheidungen möglichst schnell und richtig getroffen werden. Die Grundlagen für eine optimierte Entscheidungsfindung stellen die durchgängige Erfassung, Aufbereitung und gezielte Bereitstellung von Daten dar. Derzeit mangelt es innerhalb der Supply-Chains jedoch oft an der notwendigen Transparenz. In diesem Beitrag wird ein Konzept für ein Assistenzsystem zur Entscheidungsunterstützung auf Supply-Chain-Ebene vorgestellt.
In der neuen Expertise des Forschungsbeirats Industrie 4.0 untersuchen das FIR e. V. an der RWTH Aachen und das Industrie 4.0 Maturity Center den Status-quo und die aktuellen Herausforderungen der deutschen Industrie bei der Nutzung und wirtschaftlichen Verwertung von industriellen Daten. Handlungsoptionen für Unternehmen, Verbände, Politik und Wissenschaft zeigen auf, wie der Nutzungsgrad der Datenbasis erhöht werden kann und wie sich Potenziale bei der Monetarisierung ausschöpfen lassen. Der Fokus liegt dabei auf produzierenden Unternehmen.
Aufgaben
(2012)
Aufgabe der Produktionsplanung und -steuerung (PPS) ist die termin-, kapazitäts- und mengenbezogene Planung und Steuerung der Fertigungs- und Montageprozesse. Während die Produktionsplanung den Inhalt und die Einzelprozesse der Fertigung und der Montage zu gestalten hat, regelt die Produktionssteuerung den Ablauf der Tätigkeiten in der Fertigung im Rahmen der Auftragsabwicklung. Dabei regelt die Produktionssteuerung, wann unter Berücksichtigung der Vorgaben der Produktionsplanung einerseits und der vorgegebenen logistischen Zielgrößen andererseits welche Teilprozesse in welcher Reihenfolge einen Produktionsfaktor beanspruchen.
Im Rahmen des Artikels werden Empfehlungen zur Gestaltung einer selbstoptimierenden Auftragseinlastung in Überlastsituationen sowie deren praxisnahe Umsetzung dargestellt. Die praktische Umsetzung sowie die Realisierung der konzipierten Vorgehensweise geschieht im Rahmen des AiF-Projektes "SelfOrder" des FIR an der RWTH Aachen. Den Ordnungsrahmen des Gestaltungsansatzes bildet der so genannte "High Resolution Production Management-Ansatz".
Die Dissertation verfolgt das Ziel, den Prozess der Auftragseinlastung für Überlastsituationen mittels einer validen und für den Produktionsplaner nachvollziehbaren Entscheidungsunterstützung in Form eines Simulationsmodells robuster zu gestalten, um den fertigungstypischen hohen Anteil an kurzfristigen Auftragseingängen besser beherrschen zu können.
Auftragsmanagement
(2014)
Ausgelöst durch einen konkreten Kundenauftrag, plant, steuert und überwacht das Auftragsmanagement sämtliche Aktivitäten der Auftragsabwicklung von der Anfragenbearbeitung über die Konstruktion, den Einkauf, die Fertigung und Montage bis hin zum Versand des fertigen Produkts. Dabei wird im Auftragsmanagement das Ziel verfolgt, die Transparenz der Auftragsabwicklung zu erhöhen und damit die Reaktionsfähigkeit im Hinblick auf unternehmensinterne und -externe Störungen deutlich zu verbessern. Gleichzeitig unterstützt das Auftragsmanagement die Lösung von Interessenskonflikten zwischen verschiedenen Fachbereichen sowie die Ausregelung von Zielkonflikten im Sinne einer effizienten Erfüllung des Kundenauftrags.
Teilaufgaben des Auftragsmanagements sind die Angebotsbearbeitung, die Auftragsbearbeitung sowie die Auftragskoordination und das Auftragscontrolling. In diesem Kapitel werden zunächst die Kernaufgaben des Auftragsmanagements definiert und anschließend die wesentlichen Methoden und Verfahren zur Bearbeitung der verschiedenen Teilaufgaben innerhalb des Auftragsmanagements zusammengestellt. Abschließend werden die Aufgaben des Auftragsmanagements in ihrer zeitlogischen Abfolge in Form eines Referenzprozessmodells modelliert und dabei fertigungstypspezifisch detailliert.
Die Erzeugung und Nutzung von Echtzeitdaten sind ein erster Schritt der Digitalisierung. Durch Echtzeitdaten lassen sich Prognosen teils drastisch verbessern.
Auf Basis der durch Echtzeitdaten transparenten Supply Chain lassen sich Risiken und somit Bestände über das eigene Unternehmen hinaus systematisch reduzieren.
ABER: Nicht alle Nutzenpotentiale durch Echtzeitdaten sind „einfach zu heben“.
Wird es das Unternehmen ohne Bestände geben? Welche Implikationen sehen Sie für Ihr Unternehmen?
Vor dem Hintergrund des unvorhersehbaren Unternehmensumfelds gewinnt das Risiko-Management in Produktionsnetzwerken zunehmend an Bedeutung. Um den dynamischen Anforderungen gerecht zu werden, ist der Aufbau von Flexibilitätspotenzialen besonders wichtig. Da jedoch für die auftragsspezifische Fertigung keine Sicherheitsbestände aufgebaut werden können, ist ein alternativer Ansatz zur Flexibilitätssicherung zu finden. Im diesem Artikel wird ein Ansatz zur Bewertung des Nutzens der Bestellflexibilität vorgestellt.
Das Bestandsmanagement bildet das Rückgrat eines Unternehmens, da es maßgeblich die Entscheidung über freie Mittel für Investitionen, über verfügbare Ressourcen für die Produktion sowie erreichbare Servicelevel beeinflusst. Die Entwicklungen auf dem Finanzmarkt sowie die anhaltende Niedrigzinsphase haben in den letzten Jahren zu einer undurchsichtigen Situation in der Materialwirtschaft und damit verbundenen Fehlerquellen für das Bestandsmanagement der Unternehmen geführt. Gerade bei kleinen und mittleren Unternehmen führt die gewonnene Freiheit in den Beständen zu unüberschaubaren Situationen in Bedarfs-, Beschaffungs- und Bestandsplanung. Fehlplanungen im ERP-System sind die Folge, wodurch das Bestandsmanagement wiederum leidet. Das von uns am FIR entwickelte Analysetool "BestPro" bietet Ihnen einen fokussierten Funktionsumfang, um Transparenz in Ihr Bestandsmanagement zu bringen. Durch methodisch fundierte Analysen können Sie auf diese Weise schnell und gezielt Potenziale im Bestandsmanagement identifizieren und heben sowie gleichzeitig eine Effizienzsteigerung bei der Arbeit im ERP-System erzielen. Wie das gelingt und was sich hinter BestPro genau verbirgt, erfahren Sie in diesem Artikel.
Hohe Bestände und ein ungenügender Lieferservice kennzeichnen die Situation in vielen Unternehmen. In unterschiedlichen Industrieprojekten hat das Forschungsinstitut für Rationalisierung (FIR) sich mit der Optimierung der logistischen Planungsprozesse mit der Zielsetzung einer höheren Logistikleistung auseinandergesetzt. Um eine erste Einschätzung über bestehende Potenziale zu erhalten, bietet das FIR vorab eine kostenlose und unverbindliche Potenzialanalyse Bestandsmanagement an. Diese ermöglicht den Unternehmen eine quantitative Einschätzung der eigenen Situation.
Die Globalisierung des Wettbewerbs erhöht beständig den Kostendruck. Zugleich kann hochgradige logistische Leistungsfähigkeit, die umgesetzt werden kann durch hohe Termintreue, kurze Lieferzeiten oder hohe Flexibilität, als entscheidenes Differenzierungskriterium gesehen werden. Um die vom Markt geforderten Lieferzeiten einzuhalten, sind Unternehmen in zunehmenden Maße gezwungen, eine Vielzahl von Artikeln zu bevorraten und damit notwendigerweise verbrauchsbezogen zu disponieren. Der zunehmende Anteil an Fremdbezug reduziert bei Produktionsunternehmen die eigene Wertschöpfung, sodass dem Bestandsmanagement schon deswegen eine höhere Bedeutung zukommt. Dies wirkt sich verstärkt auch auf den eigenen Lieferservice aus. Daher sprechen die aktuellen Rahmenbedingungen abseits der Beschaffungskosten für einen höheren Stellenwert des Bestandsmanagements - allerdings unter deutlich schwierigeren Rahmenbediungen.
Die Globalisierung des Wettbewerbs erhöht beständig den Kostendruck. Zugleich kann hochgradige logistische Leistungsfähigkeit, die umgesetzt werden kann durch hohe Termintreue, kurze Lieferzeiten oder hohe Flexibilität, als entscheidenes Differenzierungskriterium gesehen werden. Um die vom Markt geforderten Lieferzeiten einzuhalten, sind Unternehmen in zunehmenden Maße gezwungen, eine Vielzahl von Artikeln zu bevorraten und damit notwendigerweise verbrauchsbezogen zu disponieren. Der zunehmende Anteil an Fremdbezug reduziert bei Produktionsunternehmen die eigene Wertschöpfung, sodass dem Bestandsmanagement schon deswegen eine höhere Bedeutung zukommt. Dies wirkt sich verstärkt auch auf den eigenen Lieferservice aus. Daher sprechen die aktuellen Rahmenbedingungen abseits der Beschaffungskosten für einen höheren Stellenwert des Bestandsmanagements - allerdings unter deutlich schwierigeren Rahmenbediungen.
Nach zahlreichen Projekten und Analysen der FIR-Solution-Group lässt sich häufig ein Bestandssenkungspotenzial von 20 Prozent und mehr bei den Anwenderunternehmen konstatieren, bei zugleich besserem Lieferservice. Zentraler Ansatz zur Optimierung ist die
Verbesserung der Planungsqualität. Mit leistungsfähigen Lösungen lassen sich über Advanced Planning reproduzierbar gute Planungsergebnisse einfach in die Praxis umsetzen. Dessen ungeachtet, behandelt der weitaus überwiegende Teil der Unternehmen das betriebliche Bestandsmanagement eher stiefmütterlich, oft fragmentiert und nicht selten weitestgehend ziellos. Bei einem durch zunehmende Globalisierung steigendem Kostendruck avanciert logistische Leistungsfähigkeit zu einem entscheidenden Differenzierungskriterium im Wettbewerb.
Kostenführerschaft ist aufgrund struktureller Nachteile im Vergleich zu Konkurrenten aus Mittel- und Osteuropa sowie Asien nur schwierig zu erreichen, aber Logistikleistung in Form von Liefertreue, Lieferfähigkeit und kurzen Lieferzeiten wird kundenseitig zum kaufentscheidenden Kriterium.
Heutzutage müssen produzierende Unternehmen im globalen Wettbewerb zunehmend eine steigende Nachfrage nach kundenspezifischen Produkten bedienen und gleichzeitig eine hohe logistische Leistungsfähigkeit unter einem enormen Kostendruck aufrechterhalten. Sie versuchen daher, ihre Planungs- und Steuerungsprozesse auftragsbezogen auszurichten, scheitern jedoch häufig sowohl an der stark volatilen und schwer prognostizierbaren Kundennachfrage als auch an schwankenden Wiederbeschaffungszeiten in den nachgelagerten Beschaffungsnetzwerken.
Zum Umgang mit diesen unvorhersehbaren und dynamischen Einflüssen wurden in den letzten Jahren unter der Begrifflichkeit des Störungsmanagements mehrere wissenschaftliche Ansätze entwickelt, jedoch blieb bisher eine Betrachtung auf einer systematischen, betriebsübergreifenden Ebene, d. h. unter einer gemeinschaftlichen Bilanzhülle und unter Einbezug einer Verarbeitung von Echtzeitinformationen, aus.
Daher bestand die Zielsetzung dieser Dissertationsschrift darin, die Umsetzbarkeit einer betriebsübergreifenden Betrachtung des Störungsmanagements unter einer gemeinschaftlichen Bilanzhülle zur Dämpfung der Störungswirkungen und damit Reduzierung des wirtschaftlichen Schadens zu bewerten und basierend auf den resultierenden Ergebnissen ein geeignetes Gestaltungskonzept zu entwickeln. Den Kern der Arbeit bildet dabei zunächst die Beschreibung der Prozesse und Strukturen der Produktionsplanung sowie der Eingriffsmöglichkeiten des Störungsmanagements und die Ermittlung explikativer Aussagen bzgl. betriebsübergreifender Abstimmungsmechanismen auf Basis von Simulationsexperimenten. Diese Beschreibungs- und Erklärungskomponenten werden dann im Rahmen eines Gestaltungskonzepts zusammengeführt, das eine den Anforderungen der Echtzeitsystematik sowie der kybernetischen Systemtheorie entsprechende betriebsübergreifende echtzeitfähige Lenkung der Produktionsplanungs- und -steuerungsprozesse innerhalb des Beschaffungsnetzwerks ermöglicht.
Die Ergebnisse und die abgeleiteten Gestaltungsempfehlungen richten sich vor allem an produzierende Unternehmen mit einem hohen Anteil an Lagerfertigung und an Software-Anbieter, welche mit ihren IT-Lösungen die betriebsübergreifende Produktionsplanung und ‑steuerung unterstützen. (Quelle: Apprimus)
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.
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 fortwährende Digitalisierung sämtlicher Industriezweige macht auch vor kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) der Logistikbranche nicht Halt und fördert so den Aufbau neuer und bis dato unkonventioneller Vertriebswege. Im Projekt 'Fit4Platform' wird dazu ein öffentliches, frei nutz-bares Entscheidungstool zur Auswahl der passenden Logistikplattform entwickelt und durch Um-setzungsstrategien zur Einführung und Nutzung ergänzt. Logistikdienstleister haben so die Möglichkeit, effizient die richtige Plattform für ihr Geschäftsmodell zu selektieren und aufwandsarm zu implementieren. In der ersten Phase des Projekts werden die derzeitigen Plattformlösungen am Markt evaluiert und über Morphologien den Bedarfen der Logistikbranche gegenübergestellt.
Im Zuge der fortschreitenden Globalisierung ist die Steigerung der Leistungsfähigkeit für produzierende Unternehmen von zunehmender Relevanz. Im Laufe der Jahrzehnte haben Unternehmen diverse Maßnahmen ergriffen, um die eigene Leistungsfähigkeit zu steigern. Hierzu existieren verschiedene Methoden, welche unter dem Begriff „Performance-Management“ zusammengefasst werden können. Durch die Anwendung dieser Methoden konnten in der Vergangenheit umfassende Leistungssteigerungen erreicht werden. Aufgrund veränderter Rahmenbedingungen sind die klassischen Methoden der Leistungssteigerung, welche vor allem unternehmensinterne Faktoren adressieren, jedoch nicht mehr zielführend. So fokussieren Unternehmen z. B. aufgrund steigender Kundenanforderungen zunehmend die eigenen Kernkompetenzen und lagern andere Wertschöpfungsaktivitäten aus. Dies führt zu einer sinkenden Fertigungstiefe der Unternehmen bei gleichzeitig steigender Komplexität der Wertschöpfungsnetzwerke. Die zunehmende unternehmensübergreifende Verflechtung erhöht die Relevanz des Supply-Chain-Managements für den Leistungserstellungsprozess produzierender Unternehmen und erfordert eine Erweiterung des Betrachtungsbereichs bei Optimierungsinitiativen.
Daher wird durch die Dissertationsschrift das Ziel verfolgt, eine kennzahlenbasierte Bewertungsmetrik leistungsbestimmender Faktoren in Supply-Chains von Industriebetrieben zu entwickeln. Durch diese Bewertungsmetrik sollen Unternehmen dazu befähigt werden, Leistungssteigerungspotenziale unter Berücksichtigung von Supply-Chain-bedingten Einflussfaktoren identifizieren zu können. Hierzu werden zunächst relevante Schlüsselkennzahlen zur Beschreibung der operativen Leistungsfähigkeit ermittelt sowie Unternehmens- und Supply-Chain-Eigenschaften in Bezug auf die operative Leistungsfähigkeit charakterisiert. Darauf aufbauend erfolgen die Selektion und Analyse der leistungsbestimmenden Faktoren der Schlüsselkennzahlen. Zur Bestimmung des Supply-Chain-Einflusses auf die Leistungsfähigkeit werden die leistungsbestimmenden Faktoren hinsichtlich der Einflussart in die Kategorien Unternehmensinterner, Supply-Chain-bedingter und Exogener Einfluss eingeteilt. Anschließend werden auf Basis dieser Erkenntnisse typenspezifische Bewertungsmetriken entwickelt. Durch die Entwicklung einer Vorgehensweise wird abschließend eine anwenderspezifische Nutzung der erarbeiteten Erkenntnisse sichergestellt. (Quelle: Einband)
Failure management in the production area has been intensely analyzed in the research community. Although several efficient methods have been developed and partially successfully implemented, producing companies still face a lot of challenges. The resulting main question is how manufacturers can be assisted by a sustainable approach enabling them to proactively detect and prevent failures before they occur. A high-resolution production system based on analyzed real-time data enables manufacturers to find an answer to the main question. In this context, Big Data technologies have gained importance since the critical success factor is not only to collect real-time data in the production but also to structure the data. Therefore, we present in this paper the implementation of Big Data technologies in the production area using the example of an actual research project. After the literature review, we describe a Big Data based approach to prevent failures in the production area. This approach mainly includes a real-time capable platform including complex event processing algorithms to define appropriate improvement measures.
„Daten sind das Öl des 21. Jahrhunderts.“ Dieser Satz impliziert die große Bedeutung, die Daten heutzutage zugerechnet wird. Während die technischen Systeme immer ausgereifter werden und die Erzeugungsrate von Daten unaufhaltsam steigt, stehen viele Unternehmen, gerade im Produktionsumfeld, vor der Herausforderung, diese Daten zu nutzenbringenden Informationen zu verarbeiten.
In BigPro haben Experten aus dem Informations- und Kommunikationstechnik-Umfeld mit Anwendungspartnern aus der Fertigungsbranche zusammengearbeitet, um dieses Problem zu adressieren. Ziel des gemeinsamen Vorhabens war es, das Reaktionsmanagement von Störungen in fertigenden Unternehmen mittels Big-Data-Technologien zu verbessern und so die durch Produktionsausfälle entstehenden hohen Kosten zu reduzieren. Hierzu wurde eine Big-Data-Plattform entwickelt, die in der Lage ist, heterogene Daten aus unterschiedlichsten Quellen des Produktionsumfelds aufzunehmen, zu verarbeiten und in einen Kontext miteinander zu setzen. Neben den klassischen Datenquellen im Produktionsumfeld wurde die Datenbasis in BigPro um den „Sensor“ Mensch erweitert, um das digitale Abbild der Produktionsumgebung durch die Wahrnehmung, Stimmung und Sprache der Mitarbeiter noch transparenter darzustellen.
Durch den Einsatz der im Projektverlauf entwickelten Mustererkennung ist die BigPro-Plattform in der Lage, die generierten und gesammelten Daten expliziten Störungsmustern zuzuordnen. Diese bilden die Grundlage, aufgezeichnete Datenkonstellationen in Echtzeit mit bekannten Störungsmustern im Produktionsumfeld abzugleichen und bei sich anbahnender Übereinstimmung geeignete Maßnahmen einzuleiten, um den Störungen proaktiv entgegenzuwirken. Hierzu wurde ein Katalog mit störungsbehebenden Maßnahmen methodisch aufgebaut, aus welchem, je nach Anwendungsfall, manuell oder automatisch geeignete Maßnahmen initiiert werden. Eine Methodik, welche die Effektivität der Maßnahmen analysiert und bewertet, stellt sicher, dass etwa fehlgeschlagene Maßnahmen erkannt und überprüft werden können. Sollte für eine Störung keine geeignete Maßnahme hinterlegt sein, wird der Maßnahmenkatalog dynamisch durch situationsabhängig neu generierte Maßnahmen erweitert. Die Informationsbereitstellung sowie -rückführung des Reaktionsmanagements erfolgt in Form einer skalierbaren Visualisierung bedarfsgerecht für die unterschiedlichen Nutzergruppen. Durch ein hinterlegtes Eskalationsmodell werden den Mitarbeitern alle nötigen Informationen entsprechend der Maßnahme direkt und vor allem nutzerspezifisch (z. B. aggregiert für die Produktionsleitung, detailliert für den Analysten, etc.) zur Verfügung gestellt.
Die entwickelte BigPro-Plattform trägt durch die technologische Integration einer Störungsfrüherkennung, einem dynamischen Maßnahmenkatalog sowie einer bedarfsgerechten Informationsbereitstellung essentiell dazu bei, die von zunehmender Dynamik geprägte Produktion durch ein proaktives Reaktionsmanagement robuster gegenüber Abweichungen zu machen, um kostspielige Produktionsausfälle zu vermeiden.
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
Blockchain as Middleware+
(2019)
In supporting decision making of manufacturing companies, the added value of cross-domain data exchange for aggregating information is well established in enterprise organization research and is represented, for example, in the reference model “Internet of Production” (IoP). Currently, there is little research regarding the role of Blockchain technology in such a reference model and how specifically the IoP needs to be expanded to address cross-company data exchange. This paper presents a proposal for such an extension to outline the use of Blockchain technology and to elaborate the open research demands for implementation. In particular, desk research and the development of concrete use cases for cross-company data exchange between business application systems were carried out. The results are, on the one hand, extending the IoP by a third dimension, which corresponds to the supply chain, and, on the other hand clarification of the role Blockchain technology can take in this context.
This paper won the John Burbidge Best Paper Award (see Attachment 2).
Blockchain ist eines der großen Trendwörter der Digitalindustrie. Die damit verbundene Technologie sorgt bereits seit geraumer Zeit für Gesprächsstoff und ist wohl eine der in den vergangenen Jahren am meisten diskutierte digitale Innovation. Außerhalb der Fachkreise von Informatikern, Mathematikern oder Ökonomen ist der Begriff für viele eng mit der Kryptowährung Bitcoin verknüpft. Dabei ist das weltweit verwendbare, dezentrale und digitale Zahlungssystem nur ein Anwendungsfeld für die Blockchain.
10 Jahre ist es her, dass ein unbekannter Autor unter dem Pseudonym Satoshi Nakamoto ein Paper veröffentlichte, in dem er eine Alternative zum Fiat-Währungssystem beschrieb. Grundbaustein: Die damals noch wenig bekannte Blockchain-Technologie.
Gerade einmal ein Jahr später begann der kometenhafte Aufstieg dieser „Kryptowährung“. Der Bitcoin hangelt sich von einem Superlativ zum nächsten, inzwischen liegt die Marktkapitalisierung bei deutlich über 200 Mrd. US-Dollar. Doch das Fachpublikum hat längst bemerkt, dass der Bitcoin nur ein erster technischer Durchstich für etwas viel Größeres ist. Über 1000 verschiedene Kryptowährungen verzeichnet die Webseite coinmarketcap.com.
Aber auch über die Anwendung als Währung hinaus tun sich enorme Potenziale auf und die Anzahl an wissenschaftlichen Veröffentlichungen nimmt jeden Monat zu. Gleichzeitig häufen sich die Vorbehalte, ob die Technologie halten kann, was diverse Berater und Start-ups versprechen; immer wieder wird die Technologie als Energiefresser verschrien. Und tatsächlich verbraucht das Bitcoin-Netz aktuell mehr Strom als beispielsweise ganz Irland.
Die Blockchain-Technologie gilt als eine der großen Errungenschaften der Informationstechnologie, ist in ihren Eigenschaften und Ausprägungen bis dato jedoch kaum wissenschaftlich aufgearbeitet. Die in dieser Dissertationsschrift ausgearbeitete Morphologie der Blockchain-Technologie schafft eine wissenschaftlich fundierte generisch gültige Strukturierung ebenjener. Zudem wird die Technologie für die Anwendung im Supply-Chain-Management gestaltet.
A large number of product-accompanying services in the machinery and plant engineering industry is based on the cross-company exchange of data and information. By providing services, additional sales potential on the manufacturer side as well as far-reaching product and process advantages for appliers can be reached. However, the necessary cross-company exchange of information is nowadays limited due to a lack of trust in the interacting partner and the applicable existing technologies, which results in significant losses in the terms of business potential. The uncovering of this potential now seems to be made possible by the use of the Blockchain technology. Through the key factors security, immutability, transparency and decentralisation, it serves as an enabler for cross-company communication and product-accompanying services. The technological implementation of a Blockchain can take on a broad spectrum of attributes, which can lead to decisive restrictions for the execution of services. This justifies the necessity for a qualified and context-related assessment of service-types-individual specifications and the resulting requirements on the system. Within the scope of this paper, different types of product-accompanying services are identified and analysed regarding their requirements for a Blockchain-based machinery and plant connection. This can serve as a basis for a qualified and goal-oriented configuration of the Blockchain.
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.
Das Bestandsmanagement hat eine enstcheidende Bedeutung im Hinblick auf den wirtschaftlichen Erfolg der Unternehmen. Im Rahmen des Verbundprojekts BESTMAN wurden Modelle, Verfahren und Methoden zur adaptiven Optimierung des Bestandsmanagements erarbeitet. Zur Gewährleistung einer hinreichend vollständigen und genauen Ermittlung der planungsrelevanten Kostengrößen, wurde das Kostenmodell BM KoMo für das Bestandsmanagement erarbeitet. Die Validierung der Kostendaten zeigt, dass der Einsatz eines spezifischen Kostenmodells für das Bestandsmanagement die Qualität der angesetzten Kostensätzte erheblich steigert und darüber hinaus die überbetriebliche Vergleichbarket ermöglicht.
Ziel des Projekts war die Entwicklung eines Verfahrens mit integriertem Berechnungsweg, das die ISO 14067 detailliert und für die Bestimmung des Carbon-Footprints fluidtechnischer und elektromechanischer Linearantriebe optimiert. Dieses Verfahren wurde für Anwender in einem Berechnungstool umgesetzt, das die Bedürfnisse von KMU beachtet, mit geringem Aufwand eine Abschätzung der Klimawirkungen einer geplanten Anlage durchzuführen.
Aufbauend auf einer Systematisierung unterschiedlicher Antriebe und Einsatzfunktionen (AP 1) wurde eine Datenbank in Bezug auf die ökologischen Auswirkungen der Antriebsarten in Herstellung, Betrieb und End-of-Life in der Netzwerkbetrachtung erstellt (AP 2). Weiter wurde ein Vorgehen samt praxisbezogenem Berechnungsverfahren erstellt (AP 3). Die Ergebnisse flossen in eine Betrachtung alternativer Szenarien ein (AP 4). Vorgehensweise und Ergebnisse wurden kritischen Prüfungen unterzogen und praxisgerecht dokumentiert (AP 5).
Vor dem Hintergrund der hohen Kundenanforderungen und Marktdynamik beschäftigt sich die Carl Zeiss SMT AG kontinuierlich mit der Thematik der Durchlaufzeitreduzierung zur Steigerung der eigenen Flexibilität. In Zusammenarbeit mit dem FIR wurde dazu eine Analyse der Prozesse der Produktionsplanung und -steuerung durchgeführt, um weitere Handlungsfelder und konkrete Verbesserungsvorschläge zu erarbeiten.
Auf Grund ständig steigender Anforderungen der Kunden strebt die Carl Zeiss SMT AG eine kontinuierliche Reduzierung der Durchlaufzeiten und Erhöhung der Flexibilität an. In diesem Kontext wurde das FIR beauftragt, die Produktionsplanungs- und -steuerungsprozesse in der Optikfertigung zu analysieren, um Handlungsfelder und Maßnahmen zur Verbesserung aufzuzeigen.
Crises are becoming more and more frequent. Whether natural disasters, economic crises, political events, or a pandemic - the right action mitigates the impact. The PAIRS project plans to minimize the surprise effect of these and to recommend appropriate actions based on data using artificial intelligence (AI). This paper conceptualizes a cascading model based on scenario technique, which acts as the basic approach in the project. The long-term discipline of scenario technique is integrated into the discipline of crisis management to enable short-term and continuous crises management in an automated manner. For this purpose, a practical crisis definition is given and interpreted as a process. Then, a cascading model is derived in which crises are continuously thought through using the scenario technique and three types of observations are classified: Incidents, disturbances, and crises. The presented model is exemplified within a non-technical application of a use case in the context of humanitarian logistics and the COVID-19 pandemic. Furthermore, first technical insights from the field of AI are given in the form of a semantic description composing a knowledge graph. In summary, a conceptual model is presented to enable situation-based crisis management with automated scenario generation by combining the two disciplines of crisis management with scenario technique.
Die Implementierung von Business-Software ist für Unternehmen immer mit großen Herausforderungen verbunden. Nicht zuletzt durch Bestrebungen wie Industrie 4.0 ist Software immer tiefer in den Unternehmen verankert und aus den Prozessen und der täglichen Arbeit nicht mehr wegzudenken. Werden diese Systeme dann in aufwändigen Projekten aktualisiert, angepasst oder sogar ersetzt, bedeutet dies einschneidende Änderungen im gesamten Unternehmen.