Konzepterstellung zur ereignisorientierten Initiierung einer Bewertung von automobilen Produktionsprogrammen im mittelfristigen Zeithorizont

Die zunehmende technische Komplexität von Kraftfahrzeugen und die Vielfalt der angebotenen Varianten dient der Befriedigung der Individualisierungsanforderungen der Endkunden auf dynamischen Absatzmärkten. Zudem kommt es zu einer steigenden Anzahl an Fahrzeuganläufen und -ausläufen, da sich Fahrzeugmodelle in verschiedenen Märkten in unterschiedlichen Phasen des Produktlebenszyklus befinden. Die zunehmende Verlagerung der Wertschöpfung vom Automobilhersteller weg zu den Lieferanten führt zu global verteilten, vielschichtigen Liefernetzwerken mit langen Vorlaufzeiten zur Kapazitätsbereitstellung. In diesem Spannungsfeld erforderlicher Einplanungsflexibilität der Absatzplanung und vorausschauender Einplanungsstabilität und -güte der Kapazitätsbereitstellung siedelt sich das Forschungsfeld dieser Dissertation an. Das Ziel ist es, einen anwendungsorientierten Beitrag zur Entwicklung eines proaktiven Ansatzes mittelfristiger Programmbewertung im Kontext der Automobilindustrie zu leisten. Manuelle Planungsprozesse stoßen aufgrund steigender Komplexität und erforderlicher Planungsschnelligkeit zunehmend an ihre Grenzen und bilden die Wirkungszusammenhänge unzureichend ab. Um diese Problemstellung zu adressieren, werden die theoretischen Grundlagen zur Produktionsprogrammplanung aufbereitet. Hierbei liegt der Fokus auf der prozessualen Ausgestaltung der dazugehörigen Geschäftsprozesse. Der aktuelle Forschungsstand sieht keine detaillierte Kapazitätsprüfung im mittelfristigen Horizont vor, um die Versorgungssicherheit des Produktionsprogramms zu verbessern, da die Sekundärbedarfsermittlung nach der Freigabe des Produktionsprogramms erfolgt. Im Kontext der Aufbereitung identifizierter Autoren zum Forschungsumfeld wird der Handlungsbedarf einer ereignisorientiert initiierten Bewertung automobiler Produktionsprogramme erstmalig identifiziert. Zur Adressierung dieser Forschungslücke und des unternehmerischen Praxisbedarfs wird ein qualitatives Forschungsdesign ausgestaltet. Den Auswertungsgegenstand bilden Experteninterviews, eine Dokumentenanalyse sowie Prozessbeobachtungen bei einem deutschen Automobilhersteller, der durch seine Privat- und Geschäftskunden über eine große Variantenvielfalt und Prozesskomplexität verfügt. Das Forschungsdesign erfasst Schwachstellen im Ist-Prozess und Anforderungen einer ereignisorientiert initiierten Bewertung automobiler Produktionsprogramme in der Praxis. Basierend auf den empirischen und praxisnahen Anforderungen wird erstmalig ein anwendungsorientierter Beitrag geleistet, der eine Prüfung der Versorgungssicherheit und der finanziellen Veränderungen ermöglicht und die Prozessbeteiligten über einen iterativen Rückkopplungsprozess miteinander vernetzt. Der Nutzen wird über diverse Beiträge zur Validierung, wie die Überprüfung gesetzter Anforderungen und die Untersuchung eines realen Anwendungsfalls, bestätigt. Die Dissertation endet mit einer kritischen Beurteilung des Forschungsdesigns und der erarbeiteten Forschungsergebnisse zur Ermittlung des zukünftigen Forschungsbedarfs.The increasing technical complexity of cars and the high number of offered options due to an increasing number of new production ramp-ups and outlets, as vehicle models are at different stages of the product life cycle in different markets, lead to new challenges in the automotive industry and especially the mid-term demand and capacity management. The increasing shift of value creation away from the car manufacturer into the supplier networks leads to global, multi-layered supply networks. This results in increasing requirements for the production planning as the first interface between sales and production departments. The dissertation aims to make an application-oriented contribution to the development of an event-oriented approach of a medium-term evaluation of an automotive production-planning program. Existing planning processes reach their limits and fail to represent the requirements of a holistic and fast capacity check with an iterative feedback process to identify restrictions regarding critical parts. Within this conflict between required planning flexibility and stability, the research field of this doctoral thesis settles to address the mentioned requirements. The international research information on the theoretical background of production program planning and graphic process modelling serves to derive the research gap. The current state of research does not include a detailed capacity checking in the mediumterm horizon to improve the security of supply of the production program, as the determination of the dependent requirements takes place after the release of the production program. The need for action of an evaluation of automotive production programs with regard to security of supply and financial incremental changes in the medium-term view is identified for the first time. The developed qualitative research design addresses the empirical research gap and the identified practical needs. The creation of an extensive database results from expert interviews, a document analysis and process observations at a German automobile manufacturer with an almost unlimited variety of options due to its private and business customer segments. This research approach captures and structures the challenges and requirements of the process-related adoption of an event-oriented evaluation of automotive production programs in the medium-term horizon. The firsttime contribution of an application-oriented approach relies on the empirical and practical requirements, it enables a holistic assessment of security of supply to enhance transparency of the process participants via an adoptable process based on an iterative feedback loop. Various contributions for validation confirm the benefits of the developed solution, such as the review of set requirements and the investigation of a real use case of the automotive industry. The dissertation ends with a critical appraisal of the research design and its elaborated research results to identify future research needs

Model-based condition and process monitoring based on socio-cyber-physical systems

Die produzierende Industrie strebt im Rahmen der vierten industriellen Revolution, Industrie 4.0, die Optimierung der klassischen Zielgrößen Qualität, Kosten und Zeit sowie Ressourceneffizienz, Flexibilität, Wandlungsfähigkeit und Resilienz in globalen, volatilen Märkten an. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung von Smart Factories, in denen sich relevante Objekte, Produktions-, Logistik- und Informationssysteme sowie der Mensch vernetzen. Cyber-physische Systeme (CPS) tragen als sensorisierte und aktorisierte, resiliente und intelligente Gesamtsysteme dazu bei, Produktionsprozesse und -maschinen sowie die Produktqualität zu kontrollieren. Vordergründig wird die technische Komplexität von Produktionssystemen und damit auch zugehöriger Instandhaltungsprozesse durch die Anforderungen an deren Wandlungsfähigkeit und den zunehmenden Automatisierungsgrad ansteigen. Heraus-forderungen bei der Entwicklung und Implementierung von CPS liegen in fehlenden Interoperabilitäts- und Referenzarchitekturkonzepten sowie der unzureichend definierten Interaktion von Mensch und CPS begründet. Sozio-cyber-physische Systeme (Sozio-CPS) fokussieren die bidirektionale Interaktion von Mensch und CPS und adressieren diese Problemstellung. Gegenstand und Zielstellung dieser Dissertationsschrift ist die Definition von Sozio-CPS in der Domäne der Zustands- und Prozessüberwachung von Smart Factories. Untersucht werden dabei Nutzungsszenarien von Sozio-CPS, die ganzheitliche Formulierung von Systemarchitekturen sowie die Validierung der entwickelten Lösungsansätze in industriellen Anwendungsszenarien. Eine erfolgreiche Umsetzung von Sozio-CPS in drei heterogenen Validierungsszenarien beweist die Korrektheit und Anwendbarkeit der Lösungsansätze.Within the scope of the fourth industrial revolution, Industry 4.0, the manufacturing industry is trying to optimize the traditional target figures of quality, costs and time as well as resource efficiency, flexibility, adaptability and resilience in volatile global markets. The focus is on the development of smart factories, in which relevant objects and humans are interconnected . Cyber-physical systems (CPS) are used as sensorized and actuatorized, resilient and intelligent overall systems to control production processes, machines and product quality . The technical complexity of production systems and their associated maintenance processes are rising due to the demands on their adaptability and the increasing automation. Challenges in the development and implementation of CPS include the lack of interoperability and reference architecture concepts as well as the insufficiently defined interaction of people and CPS. Socio-cyber-physical systems (Socio-CPS) focus on bidirectional interaction of humans and CPS to address this problem. The scope and objective of this dissertation is to define Socio-CPS in the condition and process monitoring of smart factories. This dissertation utilizes scenarios of Socio-CPS, holistically defines system architectures and validates the solutions developed in industrial applications. The successful implementation of Socio-CPS in three heterogeneous validation scenarios proves the correctness and applicability of the solutions

Integrationsaspekte der Simulation: Technik, Orgnisation und Personal, Karlsruhe, 7. und 8. Oktober 2010 = Integration Aspects of Simulation: Equipment, Organization and Personnell, Karlsruhe, 7th and 8th October 2010

Die Integration technischer, organisatorischer und personalorientierter Aspekte in Simulationsverfahren ist das Leitthema der 14. Fachtagung der Arbeitsgemeinschaft Simulation (ASIM) innerhalb der Gesellschaft für Informatik, die vom Institut für Arbeitswissenschaft und Betriebsorganisation im Oktober 2010 ausgerichtet wurde. Der vorliegende Tagungsband gibt somit einen vertiefenden Einblick in neue Entwicklungen und Beispiele guter Praxis der Simulation über den deutschsprachigen Raum hinaus

Robustheitssteigerung in Produktionsnetzwerken mithilfe eines integrierten Störungsmanagements

Manufacturing companies operating in global production networks face increasing susceptibilities to disruptions that may have far-reaching consequences for the entire network. To cope with disruptions and to maintain the network\u27s performance even if disruptions occur, companies are in need of a holistic, systematic disruption management, which includes all network actors in the identification of advantageous reaction measures and thus ensures the network\u27s robustness against disruptions. However, current implementations of operational disruption management are mostly exclusively based on experience or intuition and are limited to individual, production or logistics-related partners or areas, hence not forcing a holistically advantageous reaction. Therefore, the objective of the present thesis lies in the development of a methodology for increasing robustness in production networks by means of an integrated disruption management, taking both production and logistics perspectives into account. Based on the analysis and modelling of significant, production- and logistics-related disruptions, a simulation-based approach is used to identify (combinations of) countermeasures that are suitable both for the elimination of disruptions as well as the minimization of their consequences. The simulation thereby combines design of experiments with methods of metamodeling in order to obtain comprehensive statements about the interactions between disruptions, countermeasures and system performance and thus about the suitability of certain measures. Based on the knowledge about the suitability of certain measures, proactive strategies are derived, which promote the implementation of advantageous measures from a planning point of view by appropriately adjusting the respective capacities in the production network. This combined approach, which optimally coordinates the planning and control components of disruption management, allows to increase robustness in production networks. Within the scope of the research project FlexPLN, the developed methodology has been discussed and applied to a use case from the aviation industry. The results thereby do not only unveil that a joint consideration of production and logistics measures provides a promising means for a comprehensive understanding of disruptions and their consequences for production networks, but also indicate that a metamodeling-based approach might be meaningful to predict suitable countermeasures for the reaction to disruptions

Logistische Leistungsdifferenzierung im Supply Chain Management : Theoretische und empirische Entwicklung eines Gestaltungsansatzes für die Differenzierung der logistischen Leistungserstellung produzierender Unternehmen zur Erfüllung individueller Kundenwünsche

Zugleich gedruckt erschienen im Universitätsverlag der TU Berlin: ISBN 978-3-7983-2157-1; ISSN 1865-3170Zum Erhalt und Ausbau von Wettbewerbsvorteilen arbeiten produzierende Unternehmen kontinuierlich an der Steigerung der Kundenzufriedenheit durch logistische Leistungen. Die Wertschöpfungsstrukturen der meisten Unternehmen sind in diesem Zusammenhang durch den Umstand gekennzeichnet, dass sie unterschiedlichen Produkten mit unterschiedlichen Produkteigenschaften, verschiedenen Marktsegmenten mit differierenden Kundenanforderungen und unterschiedlichen geografischen Märkten mit anderen Marktbedingungen gerecht werden müssen. Unternehmen versuchen daher kontinuierlich, logistische Kundenanforderungen besser zu verstehen, individueller zu erfüllen und ansprechender zu kommunizieren. Die Arbeit befasst sich folglich mit den Umsetzungsproblemen und Lösungsansätzen, die mit einer an differierenden Kundenerwartungen an logistische Leistungen ausgerichteten Gestaltung und Planung von Supply Chains einhergehen. Das Ergebnis der Arbeit stellt einen Gestaltungsansatz der logistischen Leistungsdifferenzierung in Form eines systematisierten, methodengestützten Rahmens dar, um die logistische Leistungsdifferenzierung – von der Analyse der Markt- und Kundenanforderungen ausgehend, über die logistische Marktsegmentierung hinweg, bis hin zur Gestaltung differenzierter Supply Chain-Konfigurationen – umsetzen zu können

Arbeitsmarkt 2030 - Digitalisierung der Arbeitswelt: Fachexpertisen zur Prognose 2016

The analyses and results included in the technical assessment complement the third main study "The German Labour Market in 2030 - Economy and Labour Market in the Digital Age - Forecast 2016" (Original title: Arbeitsmarkt 2030 - Wirtschaft und Arbeitsmarkt im digitalen Zeitalter; Prognose 2016). The authors examine the implications of digitalisation on today's work by means of different individual assessments, taking into account economic, sociological and organisational aspects. Moreover, they provide an overview of existing or planned measures to support digitalisation.Die Ergebnisse und Analysen der Fachexpertise ergänzen die dritte Hauptstudie "Arbeitsmarkt 2030 - Wirtschaft und Arbeitsmarkt im digitalen Zeitalter; Prognose 2016". In verschiedenen Einzelexpertisen untersuchen die Autoren die Einflüsse der Digitalisierung auf die Arbeitswelt unter ökonomischen, soziologischen und arbeitsorganisatorischen Aspekten. Außerdem geben sie einen Überblick über bereits angestoßene oder geplante Maßnahmen zur Förderung der Digitalisierung

Arbeitsmarkt 2030 - Digitalisierung der Arbeitswelt

The analyses and results included in the technical assessment complement the third main study "The German Labour Market in 2030 - Economy and Labour Market in the Digital Age - Forecast 2016" (Original title: Arbeitsmarkt 2030 - Wirtschaft und Arbeitsmarkt im digitalen Zeitalter; Prognose 2016). The authors examine the implications of digitalisation on today's work by means of different individual assessments, taking into account economic, sociological and organisational aspects. Moreover, they provide an overview of existing or planned measures to support digitalisation

Arbeitsmarkt 2030 - Digitalisierung der Arbeitswelt

The analyses and results included in the technical assessment complement the third main study "The German Labour Market in 2030 - Economy and Labour Market in the Digital Age - Forecast 2016" (Original title: Arbeitsmarkt 2030 - Wirtschaft und Arbeitsmarkt im digitalen Zeitalter; Prognose 2016). The authors examine the implications of digitalisation on today's work by means of different individual assessments, taking into account economic, sociological and organisational aspects. Moreover, they provide an overview of existing or planned measures to support digitalisation

Transparenzsteigerung in der Rückführungslogistik zur Verbesserung der Materialbedarfsplanung für das Remanufacturing

Motiviert durch einen steigenden Ressourcenverbrauch und des damit einhergehenden Erreichen der Grenzen der linearen Take-Make-Use-Dispose-Mentalität sind innovative Produktionsmuster wie die Kreislaufwirtschaft erforderlich. Das Remanufacturing spielt hierin eine zentrale Rolle, wobei die Rückführungslogistik für die Versorgung dessen mit Gebrauchtprodukten (sog. Cores) zuständig ist. Trotz erheblicher Einsparpotentiale steht die Umsetzung aufgrund vielfältiger Herausforderungen jedoch erst am Anfang. Hierzu gehören u. a. der effiziente Informationsaustausch mit beteiligten Akteuren in der Rückführungslogistik und die anschließende Nutzung der Informationen, um das Remanufacturing zu optimieren. Am Beispiel der Materialbedarfsplanung, d. h. der Versorgung des Remanufacturings mit notwendigen Neukomponenten, entwickelt die vorliegende Arbeit eine Methode zur Transparenzsteigerung in der Rückführungslogistik zur Optimierung ebendieser. Neben der Modellierung des Material- und Informationsflusses erfolgt hierzu die Erarbeitung eines Konzepts instanzindividueller, dynamischer Regenerationsraten sowie die Gestaltung echtzeitfähiger Bestellpolitiken, die diese als Input verwenden und je Planungsperiode die Bestellmenge und den -zeitpunkt dynamisch anpassen. Zusätzlich wird das Wagner-Whitin-Verfahren als deterministischer Benchmark-Algorithmus integriert. Mittels Implementierung in einer simulationsbasierten Optimierung zur Identifikation von Wirkzusammenhängen sowie einer Nutzwertanalyse und der PROMETHEE-Methode zur Ableitung anwendungsspezifischer Handlungsempfehlungen erfolgt die Umsetzung der entwickelten Modelle. Die entwickelte Methode wird am Beispiel des Automotive Aftermarkets prototypisch validiert und erprobt. Anhand unterschiedlicher Stückzahlszenarien und Graden des Informationsaustauschs wird gezeigt, dass diejenigen Bestellpolitiken mit einer variablen Bestellmenge, d. h. die (t,S)- und (s,S)-Politik sowie die SM-Heuristik die besten Ergebnisse hinsichtlich der untersuchten Kennzahlen liefern. Die mit Hilfe der PROMETHEE-Methode abgeleiteten Insensitivitätsintervalle zeigen außerdem, dass die ermittelten Lösungen größtenteils sehr robust gegenüber Veränderungen in den Entscheidungspräferenzen sind. Zukünftige Forschungsarbeiten sollten den Nutzen der produktspezifischen Informationen für weitere Planungs- und Steuerungsaufgaben sowie die Gestaltung integriert linearer und zirkulärer Wertschöpfungsketten fokussieren