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"Digitalisierung im Supply Chain Management"

Masterarbeit von Andreas Schwaiger

Zielsetzung und zentrale Fragestellung

Um die Auswirkungen eintretender Störereignisse möglichst gering zu halten, ist sowohl eine möglichst hohe Informationsgenauigkeit als auch eine kurze Reaktionszeit notwendig. Zur Erfüllung dieser Anforderungen bedarf es einer adaptiven Produktionsfeinplanung, die sich durch das frühzeitige Erkennen von Planabweichungen sowie der eigenständigen Einleitung notwendiger Schritte zur Anpassung des Produktionsplans auszeichnet.

Es stellt sich daher die Frage, wie Störereignisse innerhalb einer Supply Chain echtzeitnah durch eine adaptive Produktionsfeinplanung, im Rahmen eines APS-Systems, berücksichtigt werden können, um die Auswirkungen auf die Produktionsziele, insbesondere der Termintreue sowie der Ressourcenauslastung, möglichst gering zu halten. Zur Beantwortung dieser Frage sollen neben dem "Internet of Things" (IoT) und dem Cloud Computing der Ansatz zur prädikativ-reaktiven Produktionsregelung durch Neu- bzw. Umplanung sowie das Konzept der Produktionsfeinplanung als Regelkreis herangezogen werden. Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines Prozesses zur Realisierung einer adaptiven Produktionsfeinplanung in SAP APO, sowohl eines Heuristik- als auch eines Optimierer-basierten Verfahrens, und die jeweilige Bewertung dieser Vorgehensweisen. 

Motivation

In den vergangenen Jahren ist der Druck auf produzierende Unternehmen stetig gestiegen. Heute sind eine höhere Flexibilität sowie kürzere Lieferzeiten mit gleichzeitig erhöhter Termintreue kritische Erfolgsfaktoren, um sich von dem immer stärker werdenden Wettbewerb abzusetzen. Daher entwickeln sich neben Zeit, Kosten und Qualität auch Reaktionsfähigkeit und Transparenz zu entscheidenden Zielgrößen in der Industrie.

Im selben Zuge steigen sowohl der Kostendruck als auch die Anzahl der Varianten je Produkt und damit die Komplexität stark an. Um diesen Herausforderungen gewachsen zu sein, ist es für Industrieunternehmen eine Notwendigkeit, sich auf ihre Kernkompetenzen zu konzentrieren und andere Aktivitäten an Partner auszulagern. Damit beschränken sich die Erfolgsfaktoren auf die oben genannten Zielgrößen nicht nur auf das eigene Unternehmen, sondern auf die gesamte Supply Chain (SC). Mit einem Anteil von 25,7 % der deutschen Bruttowertschöpfung stellt das produzierende Gewerbe exklusive Baugewerbe einen der wichtigsten Wirtschaftsbereiche in Deutschland dar.

Um das jährliche Wirtschaftswachstum in diesem Sektor im weltweiten Wettbewerb um die Wertschöpfung sicherzustellen, muss die Effizienz in Deutschland stetig gesteigert werden. Bereits 2015 arbeiteten 98 % aller großen Unternehmen im verarbeitenden Gewerbe mit einer Software zum Enterprise Resource Planning (ERP), um ihre Prozesse effizienter zu gestalten, die Kosten zu senken und einen höheren Umsatz zu generieren.

Um die Planungsqualität zu steigern, unterstützen Systeme für die Produktionsplanung und -steuerung (PPS) Produktionsplaner/-innen bereits seit den 60er Jahren in ihrer Planungstätigkeit. Neben den ERP-Systemen kommen auch Systeme zum Advanced Planning and Scheduling (APS) zum Einsatz, um die steigen-den Anforderungen und die höhere Komplexität durch weitreichende Supply Chains in einem immer dynamischeren Umfeld zu bewältigen. Im Zuge der Digitalisierung müssen exponentiell wachsende Datenmengen in die Planung integriert werden, um möglichst zeitnah auf innere und äußere Störeinflüsse in der Produktion reagieren zu können und somit den hohen Ansprüchen an Termintreue und Flexibilität gerecht zu werden.


Problemstellung

Bei der räumlichen, zeitlichen und mengenmäßigen Planung der Aktivitäten im Produktionsbereich geht die Produktionsplanung von einem festgelegten Produktionsprogramm, verfügbaren Arbeitsplätzen und pünktlichen Anlieferungen der Zulieferer aus. Allerdings sind gerade netzwerkförmige Supply Chains anfällig gegenüber Störungen, in deren Folge Abweichungen zwischen der Planungs- und der Fertigungsebene hervorgehen. Neben internen Störereignissen wie Maschinenausfällen existieren auch externe Störereignisse, z. B. durch Lieferausfälle oder durch eine volatile Kundennachfrage.

In der heutigen Welt der Produktionsplanung treten die Informationsgenauigkeit und die Reaktionsfähigkeit als Faktoren auf, die die Auswirkung der Störung auf die Produktion maßgeblich beeinflussen. Die zur Anpassung von Produktionsplänen benötigten Informationen können oftmals erst mit großem zeitlichen Verzug genutzt werden, da Rückmeldungen meist noch manuell erfolgen. Hinzu kommt, dass der Produktionsplanungslauf in der Regel erst in der auf die Störung folgenden Nacht durchgeführt wird, was die Reaktion auf das Störereignis weiter verzögert. Dadurch sind die Pläne meist nicht auf einem aktuellen Stand, da der Aufwand für einen Planungslauf zu hoch ist und oftmals zeitnahe Rückmeldungen aus der Fertigung in den Planungssystemen nicht verfügbar sind. Die Anforderungen einer in Echtzeit agierenden und reaktionsschnellen Produktionsplanung, basierend auf einer hohen Informationsgenauigkeit und Transparenz, können auf dieser Grundlage nicht erfüllt werden.

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