HEINZ NIXDORF INSTITUTWirtschaftsinformatik, insbesondere CIMProf. Dr.-Ing. habil. Wilhelm Dangelmaier

Ein Ansatz zur Gestaltung des operativen Fertigungsmanagements

innerhalb der Lieferkette

Dissertationsvortrag vonDipl.-Inform. Mohamed Hamady

Paderborn, 08. September 2003

Nr. 2

HEINZ NIXDORF INSTITUTWirtschaftsinformatik, insbesondere CIMProf. Dr.-Ing. habil. Wilhelm Dangelmaier

ÜberblickProblemstellung und -zerlegung

AusgangssituationZielsetzungAnforderungen

Stand der Technik

Lösung der TeilproblemeStrukturierung der Fertigung entlang der LieferketteGestaltung der Beziehungen entlang der LieferketteArchitektur des Fertigungsmanagement-Informationssystems

Validierung am Beispiel

Zusammenfassung und Ausblick

Gliederung

Nr. 3

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Ausgangssituation

Problemstellung und -zerlegung

Auslagerung von Teilbereichen der

Fertigung

Tendenz

Schwierige Prognose der zukünftigen

Bedarfe

Tendenz

IntegrationsgradVertikalHorizontal

ErhöhterKoordinations-

bedarf

Steigende Bedeutung des operativen Fertigungsmanagements innerhalb der

Lieferkette

Nr. 4

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Problemstellung und -zerlegung

Bullwhip-Effekt

•Fixe Vorlaufzeiten•Stufenplanungskonzept

BeständeReaktionszeiten

ERP/PPS-Systeme basieren auf MRP-II

Informationsbasiertes operatives Fertigungsmanagement innerhalb der Lieferkette

Roh-material

Stufe 1 Stufe 2 Stufe 3 Stufe 4

Bedarfe an Stufe 1

Bedarfe an Stufe 2

Bedarfe an Stufe 3

Bedarfe an Stufe 4

(Heutige) SCM-SystemeZentralistischer AnsatzStrategische NetzwerkeFokales Unternehmen

Nr. 5

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Problemstellung und -zerlegung

Zielsetzung/AnforderungenIntegration/Abstimmung der fertigungsrelevanten AbläufeErhöhung der Transparenz des FertigungsgeschehensVerbesserung der Reaktionsfähigkeit

Strukturierung der Fertigung

?

??

???

?

?

Anforderungen

Prozessorientierung

Planung- und Lenkungsautonomie

Informationsautonomie

Gestaltung der Interdependenzen

??

??

???

Anforderungen

Aufbaumerkmale

Ablaufmerkmale

Fertigungsmanagement-Informationssystem

Dezentrales FM-Informationssystems

?

Anforderungen

Architektur des FMI-Systems

Modellierung, Planung u. Lenkung

Informationsaustausch

Nr. 6

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Stand der Technik

Strukturierung der FertigungKlassifizierung der ErscheinungsformenModellierung der FertigungSCOR

⇒ Fehlende Konstrukte

Arbeiten zum operativen FertigungsmanagementMRP-IILieferkettenübergreifende AnsätzeÜberbetriebliche Ansätze

⇒ Mengenbezogene Steuerung

IT (Standards, Systeme)Integration von AnwendungenÜberbetriebliche IntegrationInternet-Technologie

⇒ Schnittstellensgestaltung

⇒ Generische Konstrukte⇒ Noch in Entwicklung

⇒ Begrenzte Reichweite

⇒ Kommunikationsmodell

Nr. 7

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Strukturierung der Fertigung

Lösung der Teilprobleme

Ausprägungen der Prozessstruktur

Typ 1

PP

P

P

P

P

P

P

Typ 2

Typ 3 Typ 4

Typ 5 Typ 6

Typ 7

Typ 8

I. ProzessstrukturGerichteter zyklenfreie GraphBestimmung planungsrelevanter ProzesseSequentielle & Parallele ReduktionEntscheidungsweite

II. AblaufrichtungVorwärtsRückwärtsRück- und Vorwärts

Nr. 8

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Strukturierung der Fertigung

Lösung der Teilprobleme

III. InformationsstrukturStatische Aspekte

ErzeugnisstrukturRessourcenstrukturTransformationsstruktur

Dynamische AspekteZeitmodellEreignisse/ZuständeOperationen

Res

sour

cen-

verw

altu

ng

Zuga

ng

Abg

ang

Zuga

ng

Abg

ang

Tran

sfor

-m

atio

n

Abg

ang

Bes

tand

s-ve

rwal

tung

Zuga

ng

Nr. 9

HEINZ NIXDORF INSTITUTWirtschaftsinformatik, insbesondere CIMProf. Dr.-Ing. habil. Wilhelm Dangelmaier

Gestaltung der Interdependenzen

Lösung der Teilprobleme

Dispositionseinheit A Dispositionseinheit B

I. Merkmale der InterdependenzenArt des vereinbarten LeistungsaustauschesZeitlicher AspektQuantitativer AspektQualitativer Aspekt

II. Management der InterdependenzenForm des InformationsaustauschesInformationsflusstypenIndividuelle Ausprägung

Nr. 10

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Gestaltung der Interdependenzen

Lösung der Teilprobleme

AusprägungenMerkmal

Sachl. Bezug

Auslösungsart

Horizont

Initiator Pull

Granularität

QuantitätstypQuantitätstyp

Faktorart

n∈ℵ

Push

Manuell Periodisch Ereignisbasiert

Relativ

Ressource

Absolut Kumuliert

Schicht Tag Woche

InstruktivInstruktiv

Aufbau der BeziehungAdministrativ Abbau der Beziehung

Modifikation der BeziehungVereinbarter Informationsfluss

Dispositiv

AnforderungAnfrage

GegenvorschlägeZustimmungAblehnungBestätigung

„Ad hoc“ Informationsfluss

Klassifizierung der Informationsflüsse

Merkmale individueller Informationsflüsse

Nr. 11

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Architektur des FMI-Systems

Lösung der Teilprobleme

Stammdaten-manager

Bewegungsdaten-manager

Bestandsdaten-manager

Plandaten-manager

Datenbank

Datenverwaltung

ERP/PPS-System

Schnittstellen-manager

Stammdaten-übernahme

Bewegungsdaten-austausch

Kooperation-manager

Interaktions-komponente

Webbasierte Komponente

Nr. 12

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Architektur des FMI-Systems - Szenarien

Lösung der Teilprobleme

ERP/PPS-System

FMIS

Dispositionseinheit A Dispositionseinheit B

Fall A.1

ERP/PPS-System

Dispositionseinheit A Dispositionseinheit B

FMIS FMIS

Fall A.2

ERP/PPS-System

Dispositionseinheit A Dispositionseinheit B

FMIS FMIS

Intranet/ Internet

Fall A.3Dispositionseinheit A Dispositionseinheit B

FMIS FMIS

Fall B.1

ERP/PPS-SystemERP/PPS-System

Dispositionseinheit A Dispositionseinheit B

FMIS

Fall B.2

ERP/PPS-SystemERP/PPS-System

Intranet/ Internet

Dispositionseinheit A Dispositionseinheit B

FMIS FMIS

Fall B.3

ERP/PPS-SystemERP/PPS-System

Intranet/ Internet

Nr. 13

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Validierung am Beispiel Automobilzulieferer (ca. 450 Mitarbeitern)Erzeugnis: Bremsen, jährliches Volumen ca. 2,5 Mio

Umfeld: Kostendruck, geplante Verdopplung des AusstoßesBessere Reaktion auf kurzfristige Änderungen

Nr. 14

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Dispositionseinheiten im Pilotwerk

Validierung am Beispiel

Tatsächlicher Zählpunkt

Möglicher Zählpunkt

PP P P

~9 Linien (30 Maschinen)

~100 Erzeugnisarten

~1 (+2) Galvanik

~5 Linien

~200 Teile ~200 Teile

~10 Linien

~200 Teile~200 Teile

Bremssattel - Beispiel

HousingA_Rechts

HolderACaliperA_Rechts

HousingA_Links

HolderACaliperA_Links

Nr. 15

HEINZ NIXDORF INSTITUTWirtschaftsinformatik, insbesondere CIMProf. Dr.-Ing. habil. Wilhelm Dangelmaier Stammdatenmanager

Klassenmodell - Ausschnitte

Change_Over_Group Disposition_Unit Unit_Type

Part Facility

Produced_On

Change_Over_Time

Consists_Of

Fac_Type-From_Group *

1

-To_Group *

1

**

* 1 * 1

* *

1

*

*

1

1

*

1**

1

Interne Sicht

Part Part_Relation Partner

Contract_Type

Initiation

Facility

View-Element

Partner_View

View_Template

Dissaggregation_Rules

1 *

1

*

*

1

* 1*

1

1

*

1

*

*

1

*1

*1

*

*

*

*

Externe Sicht

Nr. 16

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Stammdatenmanager

Anwendersicht

Spezifikation des Lieferkettenmodells

Anlegen des Zeitmodells

Festlegen der Umrüstgruppen

und -zeiten

Import der Daten aus dem ERP/PPS-

System

Erstellung von Berichten

Spezifikation der Beziehungen zu den Dispositionseinheiten

Nr. 17

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Bewegungsdatenmanager Klassenmodell - Ausschnitt

Customer_Requirements Supplier_Quotations

Part_Relation Calendar_Week

Customer_Despatches

Supplier_Deliveries

Plan Actual Fac_Availability

Part

Facility

StockShift

Stock_Movements

Stock_Type

Movement_Type

*

1

*

1

*

1*

1

1 1

*

1

*

1

*

1

*

1

*

1

*

1

*

1

*

1*

1

11

1..*

1

0..*0..*

1 1 0..1

1

*

1

* 1

*

*

*

1

*

1

Soll Plan Ist

Trans-formation

Abgang

Zugang

Verfügbar-keit

Bestands-umbuchung

Nr. 18

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Bewegungsdatenmanager Anwendersicht - bedarfsorientiert

Bedarfs-bzw.

Versand-meldungen

Planwerte und

Umrüst-zeiten

Kapazitäts-infos

Projizierte Bestand

Nr. 19

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Bewegungsdatenmanager Anwendersicht - Planungsablauf

Modell der Dispositionseinheit

Automatische Belegungsplanung

Zulässige Belegungsplan

Manuelle Modifikation und

ggf. Fixierung von Losen

Modifizierte Belegungsplan

Steuerungsparameter: - Sicherheitsbestand- Mindestlosgröße- Fixierungshorizont- Vorgriffshorizont- Planungshorizont

Nr. 20

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Kooperationsmanager

Webkomponente

Externe Kommunikation

FMIS Datenbasis

Interne Informationspool

Externe Kommunikation

Interne Informationspool

FMIS Datenbasis

Remote Invocation Method(RMI)

Dispositionseinheit A Dispositionseinheit B

Interaktionskomponente

FMIS Datenbasis

Web-Mail-Server

Informations-profile

•Akquisition•Aufbereitung

Web-Browser

Nr. 21

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Hashtable_Supplier_Pool

Hashtable

Supplier_Pool1..11..1

Container_Supplier_Pool

Hashtable_Flyweight_Part

Flyweight_Part

Hashtable_Parts

Container_PartHashtable_Calender_Week

Container_Calender_Week

1..1

0..*

-ShouldBeOrdered

1..1

1..1-AlreadyOrdered1..1

1..1

1..1

0..*

1..11..1

1..1

-CouldBedelivered1..1

1..1

0..*

„Informationspools“

Kooperationsmanager

Klassenmodell - Ausschnitt„Remote Access“ ControllerRMISecurityManager

SecurityManager_FMI

Manager_Supplier

UnicastRemoteObject

«Schnittstelle»InterfaceManager_Supplier

Supplier_Pool

HashtableSupplier_Pool

«Schnittstelle»Remote

Container_Supplier_Pool

Hashtable_Parts

Container_Part

Hashtable_Calender_Week

Container_Calender_Week

«Schnittstelle»InterfaceContainer_Supplier_Pool

«Schnittstelle»InterfaceContainer_Part

«Schnittstelle»InterfaceContainer_Calender_Week

1 1

11

11

11

1*

1

1

1

1

11 1 *

1*

Nr. 22

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Was wurde erreicht?Beschreibung der fertigungsrelevanten Eigenschaften der Dispositionseinheiten

Beschreibung der Abhängigkeiten zwischen den Dispositionseinheiten

Prototypische Umsetzung eines FMI-Systems

Validierung an einem Praxisbeispiel

Welche Aufgaben stellen sich für die Zukunft?Vorgehensmodell zur Bildung der Dispositionseinheiten

Erweiterung der Web- und Interaktionskomponenten

Einsatz der XML-Technologie

Planungsfunktionalität

Zusammenfassung und Ausblick