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Im Bereich der industriellen Dienstleistungen kommt dem produktivitätsorientierten Management eine zentrale Bedeutung zu. Zur Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit müssen industrielle Dienstleister die Produktivität der Dienstleistungsproduktion steigern und gleichzeitig eine hohe Dienstleistungsqualität sicherstellen. Als problematisch erweist sich dabei zunächst, dass das klassische industrielle Produktivitätsverständnis nicht ohne weiteres auf industrielle Dienstleistungen übertragen werden kann. Zusätzlich ist zu berücksichtigen, dass aufgrund des menschlichen Arbeitsverhaltens nichtlineare, sich wechselseitig beeinflussende Wirkungszusammenhänge auftreten. Das übergeordnete Ziel dieser Arbeit besteht darin, Unternehmen zu befähigen, die Produktivität in der Dienstleistungsproduktion zu steigern. Das konkrete Ziel dieser Arbeit besteht in der Erklärung des Verhaltens von Dienstleistungsproduktionssystemen unter Berücksichtigung des menschlichen Arbeitsverhaltens und der Abbildung der Wirkungsweise auf Basis von Kennlinien. Als Grundlage für die Entwicklung des Kennlinienmodells wurden die Anforderungen der industriellen Dienstleistungsproduktion an ein Kennlinienmodell in Form eines geeigneten Zielsystems ermittelt. Darauf aufbauend wurde ein produktionstheoretisches Modell der industriellen Dienstleistungsproduktion entwickelt. Das Modell stellt den notwendigen produktionstheoretischen Rahmen für die nachfolgende Erklärung des Systemverhaltens dar. Anschließend wurde ein systemdynamisches Modell entwickelt, welches die Ursache-Wirkungsbeziehungen der Dienstleistungsproduktion unter Berücksichtigung des menschlichen Arbeitsverhaltens erklärt. Durch die Überführung des Modells in ein ablauffähiges Simulationsmodell konnten die erklärten Effekte quantifiziert und anschließend in mathematische Näherungsgleichungen eines Kennlinienmodells überführt werden. (Quelle: Apprimus Verlag)
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)
Informationssystem-Architekturen produzierender Unternehmen bei software-definierten Plattformen
(2018)
Die Generierung von Information wird für Unternehmen immer wichtiger. Das zeigt sich beispielsweise an ökonomischen Faktoren: Unternehmen, die mit
Daten handeln, sind seit einigen Jahren wertvoller als klassische Industrieunternehmen. Aber auch unternehmensintern haben Informationen einen steigenden Wert. Bei einem sinnvollen Informationseinsatz können Abläufe im Unternehmen optimiert werden, was den Produktionsoutput erhöhen kann. Produzierende Unternehmen indes haben mit der Datennutzung noch immer Schwierigkeiten. Das liegt unter anderem in der hohen, schwer beherrschbaren Komplexität der Informationssystem-Architektur begründet, die zu Datenredundanz und schlechter Informationsqualität führt.
Um dieser Herausforderung entgegenzuwirken, wurde in Aachen das Internet of Production entwickelt. Dieses enthält einen Vorschlag für eine Infrastruktur, mit welcher Unternehmen den benötigten ubiquitären und echtzeitfähigen Datenzugriff realisieren können. Durch die Verknüpfung der vorhandenen
Informationssysteme über eine Middleware+ und die Datenverarbeitung in der Smart-Data-Ebene können Unternehmen darüber hinaus innovative Algorithmen zur Generierung von Informationen nutzen. Zur Umsetzung des Internet of Production wird eine software-definierte Plattform benötigt, welche die Funk-tionalitäten der beiden vorgenannten Ebenen abdeckt.
Um eine solche software-definierte Plattform sinnvoll in die bestehende Informationssystem-Architektur zu integrieren, müssen Unternehmen diese anpassen. Ziel der Arbeit ist es, Unternehmen den Weg dahin aufzuzeigen. Dies wird im Wesentlichen durch drei Teilzielsetzungen erreicht: Durch die Systematisierung von software-definierten Plattformen erhalten Unternehmen einen Überblick von vorhandenen Funktionalitäten und vorhandener Software. Zudem können Integrationsanforderungen solcher Plattformen abgeleitet werden. Das zweite Ziel betrifft die Systematisierung der in Unternehmen bestehenden Informationssystem-Architektur und die Entwicklung von Visualisierungsformen, welche die Handlungsfelder für Integration aufzeigen. Durch das Aufzeigen einer Ziel-Architektur werden als drittes die notwendigen Entscheidungen für Unternehmen dargelegt.
Entscheider in Unternehmen erhalten ein konkretes Vorgehen und eine Handlungsempfehlung zur Weiterentwicklung ihrer Informationssystem-Architektur aus den Blickwinkeln Technik, Organisation, Prozesse und Daten. Damit können sie den ersten Schritt zur Umsetzung des Internet of Production gehen.
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)
Maschinen- und Anlagenbauer setzen sich in Ergänzung zum klassischen Verkauf von Produkten und Services zunehmend mit sog. Subskriptionsgeschäftsmodellen auseinander. Ertragsmechaniken wie Pay-per-Use oder Pay-per-Outcome, ein auf den individuellen Kundenerfolg ausgerichtetes Nutzenversprechen, digitale und über das Internet of Things vernetzte Leistungssysteme, bestehend aus Produkten, Services und Software, sowie eine langfristig orientierte, partnerschaftliche Kundenbeziehung sind Voraussetzungen und charakteristische Merkmale von Subskriptionsgeschäften. Da der Anbietererfolg im Subskriptionsgeschäft in direkter Abhängigkeit zum Kundenerfolg steht, erfordert das Subskriptionsgeschäft den Auf- und Ausbau eines sog. Customer-Success-Managements (CSM). Das CSM ist im Gegensatz zum Vertrieb oder Service vollständig auf den Erfolg, d. h. die Zielerreichung der individuellen Subskriptionskunden, ausgerichtet und incentiviert. Das CSM überwacht die Nutzungsphase der Produkte und Services und unterstützt die Subskriptionskunden proaktiv bei der Erreichung und Steigerung ihrer individuellen Ziele. Während das CSM in der Softwareindustrie bereits seit einigen Jahren etabliert ist, befinden sich Unternehmen im Maschinen- und Anlagenbau vielfach noch in der Konzeptionierungsphase eines CSMs. Das Ziel dieser Dissertationsschrift besteht daher darin, ein konfigurierbares Referenzmodell für das CSM im Maschinen- und Anlagenbau zu entwickeln, das Unternehmen bei der unternehmensspezifischen Ableitung eines CSM-Modells entlang ausgewählter Konfigurationsparameter unterstützt. Mit dem Referenzmodell soll vor allem die Effizienz bei der Gestaltung der CSM-Ablauforganisation gesteigert werden. Auf Basis einer spezifizierten Vorgehensweise zur konfigurativen Referenzmodellierung werden in dieser Dissertationsschrift zunächst Konfigurationsparameter für das CSM-Referenzmodell hergeleitet. Anschließend erfolgt der Entwurf des Ordnungsrahmens, der als übergeordneter Einstieg in das CSM-Referenzmodell dient.
Daraufhin werden sowohl ein Daten- als auch ein Funktionsmodell entwickelt, um die zahlreichen, notwendigen Datenpunkte und Aufgaben im CSM systematisch abzubilden. Die beiden Modelle werden im Anschluss über 17 modular gestaltete Prozessmodelle integriert. Das Referenzmodell wird abschließend zur Güteprüfung in drei ausgewählten
Fallstudien mit Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus wiederverwendet und evaluiert.
Um den wachsenden Anforderungen an die globalen Wertschöpfungsnetzwerke in Bezug auf Effizienz und Zuverlässigkeit gerecht zu werden, sehen sich produzierende Unternehmen damit konfrontiert, mit minimalem Ressourceneinsatz höchsten Ansprüchen an Qualität und Versorgungssicherheit gerecht werden zu müssen. Dies rückt die zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung als Mittel für den effizienten Ressourceneinsatz bei gleichzeitiger Minimierung von Risiken für die Verfügbarkeit, die Produktivität und die Qualität der Anlagen in den Mittelpunkt einer auf die Zukunft ausgerichteten Instandhaltungsgestaltung. Eine Möglichkeit, die Aufwände und die Erfolgswahrscheinlichkeit für die Einführung und den Betrieb der zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung zu steigern, bietet sich durch die zunehmende, kostengünstige Verfügbarkeit und Auswertbarkeit von Daten. Dadurch wird ein Beitrag für die nachhaltige Steigerung des Wertbeitrags der Instandhaltung für das gesamte Wertschöpfungsnetzwerk geleistet. Die vorliegende Arbeit dient dem Ziel, praktikable Modelle für eine datenbasierte zuverlässigkeitsorientierte Instandhaltung zu schaffen. Dafür werden die Elemente der zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung beschrieben und ihre Zusammenhänge erklärt. Die Beschreibungs- und Erklärungsmodelle werden durch ein Vorgehensmodell ergänzt, welches die praktische Implementierung der datenbasierten zuverlässigkeitsorientierten Instandhaltung in der produzierenden Industrie ermöglicht. Für die Entwicklung und Validierung der Modelle wurde ein intensiver Austausch mit der Praxis über Experteninterviews, Workshops und Projekten gewährleistet. Die entwickelten praxisnahen Modelle leisten damit einen Beitrag für die Verbesserung und Gestaltung von Instandhaltungsprozessen und -organisationen. Darüber hinaus können die Modelle der Gestaltung von Anwendungssystemen für die Entscheidungsunterstützung in der Instandhaltung dienen.
(Quelle: https://www.apprimus-verlag.de/datenbasierte-zuverlassigkeitsorientierte-instandhaltung-von-produktionsanlagen.html)
The current trend of digitalization in the spirit of Industry 4.0 helps production systems to become more flexible day by day. Consequently, companies are adopting digital processes to increase flexibility and the performance of their manufacturing and logistic system because of increasing customer requirements.
Material handling is one of the main improvements of modern technologies, especially automated guided vehicles (AGVs). In the planning and implementation phase, companies attempt to predict the required AGVs based on internal experiences and recommendations of external actors which may lead to an inappropriate number of AGVs in the facility and cause high idle time or insufficient capacity of AGVs. Therefore, the main goal of this thesis is to create a model for the determination of the optimal number of AGVs and optimize the route planning for a given number of AGVs in the pharmaceutical industry.
Metallic Products usually pass through multi-step production processes at several companies on their way to the end product. Stricter tolerances are imposed on suppliers within a supply chain to ensure the required properties of a company's own product, creating the bullwhip effect. Intermediate products that do not meet the strict tolerances are not further processed or supplied, which leads to high scrap or rework rates. A higher transparency regarding the intermediate products' exact material properties and specifications supports adaptive production processes. By enabling digital data exchange and further standardizing it companies would be able to adapt their production processes even if the strict tolerances are not met Through this, problems such as high rejection costs, lack of productivity, and lack of cooperation will be overcome.
With this master thesis, standardization aspects of data acquisition, storage, and transmission will be investigated to support digitalization and data availability in the steel industry. As a first step, the importance of standardization, in general, needs to be identified. For this, an investigation, analysis, and evaluation of the current situation, existing technologies, standards, and specifications for digital cooperation within supply chains will be carried out. Gap analysis is to be carried out with the data collected through literature review, workshops with steel industry representatives, and online surveys to develop practical recommendations. Lastly, recommendations for the use of technologies and methods that significantly contribute to the digitalization of the supply chain are to be developed.
Im Zuge steigender Wettbewerbsdynamik setzen Unternehmen seit jeher auf kontinuierliche Verbesserung und streben nach operativer Exzellenz. Die Marktentwicklung verlangt, dass nicht nur die Produktion, sondern auch die klassischen Büro- und Informationstätigkeiten der innerbetrieblichen Administration bei Effizienzprogrammen berücksichtigt werden. Durch die Automatisierung administrativer Prozesse können Unternehmen eine Vielzahl Potenziale heben. Neben minimierter Fehleranfälligkeit, steigender Verfügbarkeit und Effizienzsteigerungen kann auch die Zufriedenheit der Mitarbeiter positiv beeinflusst werden, da der Anteil repetitiver Tätigkeiten sinkt. Robotic Process Automation hat sich als zentraler Begriff der softwarebasierten Automatisierung in der betrieblichen Praxis etabliert. Obwohl das Marketingversprechen vieler Anbieter auf einer trivialen Implementierung beruht, scheitert eine Vielzahl Projekte zur Einführung. Die steigende Entwicklungsdynamik und der zunehmende Einfluss Künstlicher Intelligenz wirken sich mit hoher Geschwindigkeit auf die Leistungsfähigkeit softwarebasierter Automatisierung aus. Durch ein mangelndes Verständnis über das Nutzenversprechen verschiedener Technologieausprägungen und deren Einfluss auf die Arbeitsumgebung sind Entscheidungsträger in Unternehmen nicht in der Lage, schnellstmöglich auf sich verändernde Anforderungen einer Implementierung zu reagieren. Insbesondere die soziotechnischen Zusammenhänge, also das Zusammenspiel der Komponenten Mensch, Technik und Organisation, stellen derzeit eine große Herausforderung für die Industrie und die Wissenschaft dar. Um die Nutzenpotenziale der Automatisierung administrativer Prozesse vollumfänglich zu heben, ist es das Ziel dieser Dissertationsschrift, einen soziotechnischen Ordnungsrahmen zu entwickeln. Dieser soll als Instrument zur zielgerichteten Navigation durch den Implementierungsprozess softwarebasierter Automatisierung dienen. Unternehmen werden damit befähigt, die soziotechnische Komplexität zu reduzieren und diese in Abhängigkeit der verschiedenen Technologietypen zielgerichtet zu steuern.
Die vorliegende Arbeit liefert einen Beitrag zur systematischen Untersuchung der Aufgaben und Prozesse der Produktionsplanung und -steuerung im Kontext von Industrie 4.0. Der Schwerpunkt liegt dabei insbesondere auf der Rolle des Menschen in diesem Zusammenhang. Hierfür wird zunächst ein Beschreibungsmodell für die Aufgaben der Produktionsplanung und -steuerung entwickelt. Die Aufgabenreferenzsicht des Aachener PPS-Modells bildet dabei den Ordnungsrahmen des Beschreibungsmodells. Darauf aufbauend werden Merkmale und Merkmalsausprägungen zur Beschreibung der Produktionsplanung und -steuerung identifiziert und beschrieben. Anschließend erfolgt die Entwicklung eines Reifegradmodells für die Produktionsplanung und -steuerung. Grundlage des Reifegradmodells bildet der ‚acatech Industrie 4.0 Maturity Index‘. Nach der Herleitung der Reifegradstufen werden die zuvor identifizierten und beschriebenen Merkmalsausprägungen den einzelnen Reifegradstufen zugeordnet. Im Anschluss erfolgt die Entwicklung eines reifegradbasierten Referenzmodells für die Prozesse der Produktionsplanung und -steuerung unter besonderer Berücksichtigung der Verteilung der Aufgaben zwischen Mensch und betrieblichem Anwendungssystem. Das Referenzmodell ermöglicht eine Erklärung der Aufgaben der Mitarbeiter*innen und der betrieblichen Anwendungssysteme auf zuvor definierten Reifegradstufen.
Weiterhin liegt das Ziel dieser Arbeit in der zielgerichteten Unterstützung des Menschen in der Produktionsplanung und -steuerung. Um dieses Ziel zu erreichen, wird ein Gestaltungsmodell für lernunterstützende Applikationen für Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme entwickelt. Hierfür werden zunächst im Kontext des Internet of Production die Einsatzmöglichkeiten von Apps als Ergänzung zu bestehenden betrieblichen Anwendungssystemen aufgezeigt. Anschließend wird das Gestaltungsmodell für lernunterstützende Applikationen für Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme entwickelt, das eine zielgerichtete Unterstützung des Menschen in der Produktionsplanung und -steuerung ermöglicht.
(Quelle: https://www.apprimus-verlag.de/gestaltungsmodell-zur-lernunterstutzenden-erweiterung-von-produktionsplanungs-und-steuerungssystemen.html)
Modularisierung von Steuerungskonzepten für die diskrete Eventsimulation einer Kleinserienfertigung
(2016)
Um langfristig in einem Umfeld zunehmenden Wettbewerbs durch internationale Anbieter erfolgreich zu sein, müssen Unternehmen verstärkt regionale Märkte erschließen. Analog zur Automobilindustrie werden wichtige Wachstumsmärkte zunehmend durch Handelshemmnisse abgeschottet, so dass die Markterschließung durch Exporte vollständig montierter Erzeugnisse häufig ausscheidet. Um dennoch die Handelshemmnisse zu umgehen, hat sich in der Automobilindustrie die Completely Knocked Down (CKD)-Strategie durchgesetzt, bei der Erzeugnisse teilzerlegt in die Märkte exportiert und dort lokal endmontiert werden. Eine grundsätzliche Herausforderung liegt in der situationsgerechten Gestaltung der CKD-Supply Chain. Dazu ist in der Arbeit ein Teil einer simulationsbasierte Gestaltungsunterstützung mit dem Schwerpunkt auf 2D und 3D Simulation erarbeitet worden.