Integrated model-based description of cause-effect relationships in intra-company supply chains
Final Report Abstract
Die Gestaltung, Planung und Steuerung von unternehmensinternen Lieferketten stellt eine zentrale logistische Herausforderung für produzierende Unternehmen dar. Eine Grundvoraussetzung, um unternehmensinterne Lieferketten anforderungsgerecht und zielorientiert gestalten, beplanen und steuern zu können, ist die Kenntnis über Wirkzusammenhänge zwischen den Elementarprozessen in Lieferketten. In diesem Zusammenhang sind sowohl Interdependenzen zwischen Stell- und Regelgrößen eines spezifischen Elementarprozesses als auch logistische Abhängigkeiten zwischen Elementarprozessen mathematisch zu beschreiben, um eine quantitative Entscheidungsgrundlage zu schaffen. Im Rahmen des Forschungsprojektes ist die logistische Zielgröße Terminabweichung als die zentrale Zielgröße identifiziert worden, um logistische Abhängigkeiten zwischen Elementarprozessen quantitativ beschreiben zu können. Ist es möglich, die Terminabweichung einzelner Elementarprozesse auf Basis von logistischen Modellen zu bewerten, kann das Terminabweichungsverhalten einer gesamten unternehmensinternen Lieferkette durch Kopplung der logistischen Modelle beschrieben werden. In diesem Zusammenhang sind in dem vorliegenden Forschungsprojekt sechs Wirkmodelle entwickelt worden, die für die Elementarprozesse Lager, (Produktions-)Prozess und Komplettierung die Zielgröße Terminabweichung einer quantitativen Beschreibung zugänglich machen: Entwicklung eines Modells zur Quantifizierung des maximalen Lieferverzuges in Lägern; Entwicklung eines Modells zur Beschreibung von Lager-Terminabweichungsverteilungen; Quantifizierung der resultierenden Terminabweichungen bei Komplettierungssituationen; Mathematische Beschreibung des reihenfolgebedingten Terminabweichungsverhaltens auf Basis von Iso-Kurven. Auf Basis der genannten Wirkmodelle und der Integration weiterer, bereits existierender Wirkmodelle ist das Terminabweichungsverhalten einer unternehmensinternen Lieferkette quantifizierbar. Darüber hinaus sind die Auswirkungen von Steuerungsentscheidungen auf logistische Zielgrößen der Elementarprozesse adressiert worden. Diesbezüglich sind die Auswirkungen von rüstoptimalen Reihenfolgeentscheidungen, die bereits hinsichtlich ihres Einflusses auf das Terminabweichungsverhalten eines Arbeitssystems modelliert worden sind, auf das Produktivitätsverhalten eines Arbeitssystems untersucht worden. Basierend auf der Entwicklung von zwei Wirkmodellen ist es gelungen, Produktivitätsgewinne in Bezug auf Rüstzeiteinsparungen bei Bildung rüstoptimaler Auftragsreihenfolgen zu quantifizieren. Ein Vergleich zwischen den Berechnungsergebnissen der Iso-Kurve der Terminabweichung mit dem resultierenden Produktivitätsgewinn für rüstoptimale Auftragsreihenfolgen ermöglicht die Positionierung in dem Spannungsfeld zwischen möglichst geringer Terminabweichungen und möglichst hoher Produktivitätsniveaus. Somit können die Auswirkungen von Entscheidungen der Produktionsplanung und -steuerung auf das logistische Systemverhalten einzelner Arbeitssysteme beschrieben werden. Da auch die Terminabweichung in diese Beschreibung integriert ist, ist es darüber hinaus möglich, die Einflüsse der Entscheidungen auf nachgelagerte Elementarprozesse über die Koppelgröße Terminabweichung zu quantifizieren. Dies ermöglicht eine ganzheitliche Beschreibung von Lieferketten: Beschreibung der Abhängigkeiten zwischen Zielgrößen eines Elementarprozessen; Beschreibung der Abhängigkeiten zwischen Elementarprozessen; Beschreibung der Einflüsse von Produktionsplanung und -steuerungsentscheidungen auf das logistische Systemverhalten einer unternehmensinternen Lieferkette. Die im Rahmen des Forschungsprojektes erzielten Forschungsergebnisse legen das Fundament für ein praxisnahes Gestaltungswerkzeug unternehmensinterner Lieferketten. Auf Basis der entwickelten Wirkmodelle können logistische Zielkonflikte quantifiziert werden und bei der Positionierung von Prozessen innerhalb dieser Zielkonflikte maßgeblich unterstützen. In diesem Zusammenhang ist es nicht der Fokus der Wirkmodelle, operative Entscheidungen innerhalb einer Lieferkette abzuleiten, sondern grundsätzliche logistische Wirkzusammenhänge aufzuzeigen. Die Kenntnis dieser Wirkzusammenhänge ist insbesondere bei der Planung und Gestaltung von unternehmensinternen Lieferketten von großer Bedeutung. Fehlerhafte Parametrierungen von Produktionsplanungs- und -steuerungssystemen können durch ihre Kenntnis vermieden werden. Gleichzeitig wird die anforderungsgerechte Auswahl von Planungs- und Steuerungsverfahren unterstützt.
Publications
- (2017): Describing the influence of set-up optimised sequencing on output lateness of workstations, Production Planning & Control 28 (10), pp. 791-801
Mayer, J.; Nyhuis, P.
(See online at https://doi.org/10.1080/09537287.2017.1314038) - (2017): Logistic modelling of lateness distributions in inventory systems, Production Engineering 11 (3), pp. 343-355
Nyhuis, P.; Mayer, J.
(See online at https://dx.doi.org/10.1007/s11740-017-0741-8) - (2017): Modelling the influence of setup optimized sequencing on lateness and productivity behaviour of workstations, CIRP Annals - Manufacturing Technology 66 (1), pp. 421-424
Nyhuis, P.; Mayer, J.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.cirp.2017.04.008)
