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Institute
Task-Specific Decision Support Systems in Multi-Level Production Systems based on the digital shadow
(2019)
Due to the increasing spread of Information and Communication Technologies (ICT) suitable for shop floors, the production environment can more easily be digitally connected to the various decision making levels of a production system. This connectivity as well as an increasing availability of high-resolution feedback data, can be used for decision support for all levels of the company and supply chain. To enable data driven decision support, different data sources were structured and linked. The data was combined in task-specific digital shadows, selecting clustering and aggregation rules to gain information. Visual interfaces for task-specific decision support systems (DSS) were developed and evaluated positively by domain experts. The complexity of decision making on different levels was successfully reduced as an effect of the processed amounts of data. These interfaces support decision making, but can additionally be improved if DSS are extended with smart agents as proposed in the Internet of Production.
Supply-Chain-Management 4.0
(2020)
Viele Unternehmen erhoffen sich enorme Wachstumschancen durch Digitalisierung, Vernetzung und neue Technologien. Daher ist der Reifegrad der Digitalisierung eines Unternehmens von besonderer Bedeutung, um den Status des Unternehmens zu überprüfen. Im Rahmen der acatech-Studie wurde ein Index entwickelt, um den Reifegrad von produzierenden Unternehmen zu bestimmen. Diese Bewertung berücksichtigt jedoch den Bereich des Lieferkettenmanagements nicht ausreichend. Infolgedessen müssen diesbezüglich weitere Merkmale entwickelt werden, um den Reifegrad der Digitalisierung innerhalb einer Lieferkette zu bestimmen. Der Schwerpunkt liegt auf Datenverarbeitung, Kommunikation, Schnittstellenarbeit und Sicherheit, Netzwerkzusammenarbeit und Änderungsmanagement.
Im Zuge der Globalisierung und einer steigenden Marktdynamik ge-
winnt die Optimierung der Lieferketten zunehmend an Bedeutung.
Die Untersuchung unterschiedlicher Beschaffungsstrategien im Wert-
schöpfungsnetzwerk unter Berücksichtigung des Einflusses verschie-
dener Produktionsparameter fällt in der unternehmerischen Praxis
zunehmend schwer. Hierbei können Simulationen von Lieferketten
Abhilfe schaffen, um Wertschöpfungsstrukturen entlang der Supply
Chain zu analysieren und zu verbessern.
Die fortschreitende Digitalisierung und die Etablierung dahingehender Strukturen stellt Unternehmen vor neue Herausforderungen. Die Studie "Digitalisierung der Supply-Chain" widmet sich dieser Thematik und ermittelt in Zusammenarbeit mit 82 Führungskräften aus dem Sektor der Metallindustrie den aktuellen Level der Digitalisierung und die diesbezüglich geplanten Maßnahmen in den beteiligten Unternehmen. Ferner werden Schlüsselfaktoren für die Etablierung der Digitalisierung sowie der Einfluss der Digitalisierung auf unterschiedliche Unternehmensbereiche thematisiert.
Transparenz über die eigene Lieferkette ist die Basis, um Potenziale im Wertschöpfungsnetzwerk zu erkennen und Kosten und Effizienzvorteile zu erzielen. Allein durch die Optimierung des Distributionsnetzwerks können bereits bis zu 20 Prozent der Kosten eingespart werden. Das Design des logistischen Netzwerks und die Optimierung der Lagerstrukturen stehen daher heute bei erfolgreichen Unternehmen auf der Liste der wichtigsten Supply-Chain-Projekte.
Im vorliegenden Beitrag wird beschrieben, welche Herausforderungen sich in der Umsetzung einer zukünftigen Urbanen Logistik stellen und welche Strategien große Marktteilnehmer bereits verfolgen. Der abschließende Teil II unserer Serie, der in f+h 9/2019 erscheinen wird, befasst sich mit den Potenzialen, die sich hierdurch erschließen lassen.
Während in Teil I unserer Serie (siehe f+h 7-8/2019) Herausforderungen und Strategien der Urbanen Logistik im Fokus standen, geht der vorliegende zweite und abschließende Teil auf die Potenziale der Urbanen Logistik ein. Außerdem werden konkrete Vorschläge gemacht, wie ein Konzept zur Orchestrierung der Vielzahl an Anbietern mit ihren Einzellösungen aussehen kann.
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.
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.
Wie passen Industrie 4.0 und Supply-Chain-Management im Kontext der Digitalisierung zusammen? Den Entwicklungen rund um das Thema Industrie 4.0 gemein ist die Tatsache, dass initiale Applikationen der Shopfloor-Ebene zuzuordnen sind. Dieser vertikalen Integration von Anwendungen steht das horizontal orientierte Supply-Chain-Management gegenüber. Automatisierte ereignisgesteuerte Rückmeldedatenerfassung und -verarbeitung werden durch Einführungen von IuK-Technologien in der Produktion geschaffen und ermöglichen eine Optimierung der Geschäftsprozesse über die gesamte, am Bedürfnis der Endkunden ausgerichtete Supply-Chain hinweg.
Der FIR e. V. an der RWTH Aachen arbeitet mit anderen Instituten im Aachener Exzellenzcluster "Integrative Produktionstechnik für Hochlohnländer" daran, die Wettbewerbsfähigkeit von deutschen Unternehmen zu stärken. Ein Ziel ist es, die Qualität und die Effizienz der menschlichen Entscheidungen innerhalb der Disposition zu verbessern. Zur Steuerung und Optimierung von Lieferketten greifen Entscheider auf eine Vielzahl von Informationen aus der Logistik zurück, die sie schnell erfassen, verarbeiten und richtig interpretieren müssen. Menschen handeln aber nicht ausschließlich rational und die Qualität der Entscheidungen hängt von zahlreichen und
individuell unterschiedlichen Größen ab. Zur Unterstützung der Mitarbeiter und einer Verbesserung der Planung einer Supply-Chain wird im Rahmen des Teilprojekts die folgende Kernfrage untersucht: Welche Wechselwirkungen existieren innerhalb von Lieferketten zwischen Beschaffungsstrategie und übergeordneten Zielgrößen unter Berücksichtigung verschiedener Nachfrageszenarien?
Current supply chain structures in the spare parts logistics are changing profoundly due to the influence of digitalization and additive manufacturing (AM). In particular the Logistics Service Provider (LSP) is influenced by the change, as the physical transport of goods could become redundant due to the digital transmission of production data. This leads to a reduction of the LSP’s share in the value chain. Conceptualizing a new role for the LSP for additively manufactured spare parts is necessary. Therefore, five different scenarios are identified in which the LSP serves as a transport carrier, digital distributor, an AM decision maker, a selector of the manufacturer and as an AM service provider.
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.
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.
In immer komplexer werdenden Wertschöpfungsketten wird die Geschwindigkeit, mit der Informationen weitergegeben und entsprechende Maßnahmen umgesetzt werden können, zu einem entscheidenden Wettbewerbsvorteil. In der Realität kommt es jedoch auf dem Weg zwischen einem Ereignis und einer passenden Reaktion zu verschiedenen zeitlichen Verzögerungen, sogenannten Latenzen, die die Agilität eines Unternehmens erheblich hemmen. Insbesondere das Supply-Chain-Management mit seiner koordinierenden Funktion wird dadurch vor enorme Herausforderungen gestellt. Schlüsseltechnologien im Zeitalter von Digitalisierung und Industrie 4.0 bieten jedoch enorme Potenziale, die verschiedenen Formen von Latenzen zu reduzieren. Der Beitrag untersucht die unternehmensübergreifenden Effekte dieser Verzögerungen entlang der Supply-Chain und beleuchtet darüber hinaus die Potentiale konkreter digitaler Technologien auf selbige.
Durch die Möglichkeit, bedarfsgerecht in unmittelbarer Nähe vom Nachfrageort zu produzieren, besitzt der 3D-Druck das Potenzial, die Erwartungen der Ersatzteilnachfrager an eine ständige Verfügbarkeit individualisierter Komponenten zu erfüllen. Um die Vorteile der additiven Fertigung für die Ersatzteillogistik nutzen zu können, müssen neue Geschäftsmodelle entwickelt werden. Durch den unterstützenden Einsatz eines Softwaretools könnte der Logistikdienstleister neue Kompetenzen im Rahmen der additiven Ersatzteilfertigung erwerben und sein bestehendes Dienstleistungsspektrum erweitern. Zur erfolgreichen Etablierung des Softwaretools gilt es, ein Geschäftsmodell für den unterstützenden Einsatz des Softwaretools zu erarbeiten. In der hier dargelegten Untersuchung wurde ein Geschäftsmodell durch Anwendung des Business Model Canvas in einem Expertenkreis erarbeitet.
Schlüsselfaktoren für den industriellen Einsatz Additiver Fertigung in produzierenden Unternehmen
(2020)
Die Additive Fertigung (AM) ist insbesondere als Hilfsmittel bei der Produktentwicklung weit verbreitet. 71 Prozent der produzierenden Unternehmen setzen AM für die Fertigung von Prototypen und Pilotserien ein. Derzeit eignet sich AM jedoch nicht mehr nur für die Fertigung von Prototypen und Pilotserien, sondern gewinnt auch zur Herstellung von Endprodukten aus metallischen Werkstoffen an Bedeutung. Der vorliegende Beitrag verfolgt das Ziel, Schlüsselfaktoren zu identifizieren, die den industriellen Einsatz von AM in produzierenden Unternehmen am stärksten prägen. Damit wird zugleich die Grundlage geschaffen für ein systematisches Vorausdenken der Zukunft.
Mit konventionellen Produktions-, Lagerungs- und Lieferstrategien können die Erwartungen der Kunden im Bereich Wartung und Instandhaltung hinsichtlich einer ständigen Verfügbarkeit individualisierter Komponenten von den Herstellern nicht erfüllt werden. Durch die Möglichkeit, bedarfsgerecht in unmittelbarer Nähe am Bedarfsort zu produzieren, bietet der 3D-Druck das Potenzial, diese Herausforderung technologisch zu lösen. Kostenintensive Bevorratung oder unwirtschaftliche Produktion kleiner Stückzahlen würden in vielen Fällen entfallen. Ziel unseres Forschungsvorhabens '3Dsupply' als Teilvorhaben des Konsortialprojekts '3DPrint-Supply-Service - Entwicklung eines integrierten Dienstleistungskonzepts für Logistikdienstleister', gefördert mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 02K16C162, ist es, Industrieunternehmen einen barrierefreien, zuverlässigen Zugang zur 3D-Produktion von Ersatzteilen zu verschaffen. Durch die Entwicklung eines integrierten Dienstleistungskonzepts sollen Logistikdienstleister dazu befähigt werden, durch die Einbindung additiver Fertigungsquellen ihr Leistungsspektrum in der Ersatzteillogistik zu erweitern. Eine Lieferantenbewertungsmetrik bildet die Grundlage für die Realisierung eines Dienstleistungskonzepts für den Logistikdienstleister.
3D-Druck in der Lieferkette
(2018)
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.
Es geht um die Entwicklung eines Software-Tools zur Unterstützung bei der Auswahl von geeigneten 3D-Druckdienstleistern im Kontext der additiven Ersatzteillogistik. Im Fokus steht der Logistikdienstleister als potentieller Nutzer des Softwaretools. Das Softwaretool erfüllt zwei zentrale Funktionen: Überprüfung ob ein Ersatzteil additiv gefertigt werden soll und Auswahl eines konkreten Produzenten durch Matchingalgorithmus.
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.
Industry 4.0 and the consequent necessity of digitalization has also impli-cations to the field of procurement, resulting in the so-called term of Procurement 4.0. Digitalization can be a valuable tool to increase the efficiency of the procurement organization and to exploit new opportunities of growth. A mandatory requirement to perform the digital transformation is an increased transparency along the procurement process chain. This paper aims to conceptualize a digital shadow for the procurement process in manufacturing industry as a basis for advanced data analytics procedures. The term digital shadow stands for a sufficiently accurate, digital image of a compa-ny's processes, information and data. This image is needed to create a real-time eval-uable basis of all relevant data in order to finally derive recommendations for action. The formation of the Digital Shadow is thus a central field of action for Industrie 4.0 and forms the basis for all further activities.
Mit konventionellen Produktions-, Lagerungs- und Lieferstrategien können die Erwartungen der Kunden im Bereich Wartung und Instandhaltung an eine ständige Verfügbarkeit individualisierter Komponenten von den Herstellern nicht erfüllt werden. Durch die Möglichkeit, bedarfsgerecht in unmittelbarer Nähe am Bedarfsort zu produzieren, bietet der 3D-Druck das Potenzial, diese Herausforderung technologisch zu lösen. Ziel des Forschungsvorhabens 3Dsupply ist es demgemäß, Industrieunternehmen einen barrierefreien, zuverlässigen Zugang zur 3D-Produktion von Ersatzteilen zu verschaffen. Durch die Entwicklung eines integrierten Dienstleistungskonzepts sollen Logistikdienstleister dazu befähigt werden, durch die Einbindung additiver Fertigungsquellen ihr Leistungsspektrum in der Ersatzteillogistik zu erweitern. Das Projekt 3Dsupply wird mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung unter dem Förderkennzeichen 02K16C162 gefördert.
Schwerwiegende Gesundheits- und Wirtschaftskrisen wie die Weltfinanzkrise (ab 2007) oder die Covid-19-Pandemie im Jahr 2020 haben aufgezeigt, in welch turbulentem Umfeld sich die globalisierte Welt heutzutage befindet und wie schnell gewohnte Abläufe in Wertschöpfungsketten unterbrochen und angepasst werden müssen. Die alltäglichen Anforderungen in dem sich immer schneller wandelnden digitalen Zeitalter wachsen stetig und sind komplexer denn je.
Unternehmen sind angehalten, immer kurzzyklischer auf sich ändernde
Bedingungen und Störungen zu reagieren und strategische Entscheidüngen
zur Gestaltung von Wertschöpfungsketten zu treffen. Nur mithilfe
einer umfassenden Datengrundlage und -kommunikation kann die strategische Planung der Supply-Chain effektiv erfolgen und somit die benötigte Robustheit und Agilität ermöglicht werden.
This research area focuses on the management systems and principles of a production system. It aims at controlling the complex interplay of heterogeneous processes in a highly dynamic environment, with special focus on individualized products in high-wage countries. The project addresses the comprehensive application of self-optimizing principles on all levels of the value chain. This implies the integration of self-optimizing control loops on cell level, with those addressing the production planning and control as well as supply chain and quality management aspects. A specific focus is on the consideration of human decisions during the production process. To establish socio-technical control loops, it is necessary to understand how human decisions are made in diffuse working processes as well as how cognitive and affective abilities form the human factor within production processes.
Mit konventionellen Produktions-, Lagerungs- und Lieferstrategien können die Erwartungen der Kunden im Bereich Wartung und Instandhaltung an eine ständige Verfügbarkeit individualisierter Komponenten von den Herstellern nicht erfüllt werden. Durch die Möglichkeit, bedarfsgerecht in unmittelbarer Nähe am Bedarfsort zu produzieren, besitzt der 3D-Druck das Potenzial, diese Herausforderung technologisch zu lösen. Kostenintensive Bevorratung oder unwirtschaftliche Produktion kleiner Stückzahlen würden in vielen Fällen entfallen. Ziel des Forschungsvorhabens 3Dsupply ist es, Industrieunternehmen einen barrierefreien, zuverlässigen Zugang zur 3D-Produktion von Ersatzteilen zu verschaffen. Durch die Entwicklung eines integrierten Dienstleistungskonzepts sollen Logistikdienstleister dazu befähigt werden, durch die Einbindung additiver Fertigungsquellen ihr Leistungsspektrum in der Ersatzteillogistik zu erweitern.
Mit dem Wandel von klassischen Lieferketten zu verzweigten Wertschöpfungsnetzwerken rücken zunehmend die Schnittstellen zwischen den Aktueren in den Fokus. Mit Supply Chain Collaboration ist bereits ein Begriff gefunden. Dahinter steht die Bemühung, die Kooperation zwischen den Teilnehmern des Netzwerkes gezielt auf ein höheres Niveau zu heben, um neue Hebel der Optimierung zu erschließen.
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.