Durchsatzberechnung automatischer Kleinteilelager im Umfeld des elektronischen Handels

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1 Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik der Technischen Universität München Durchsatzberechnung automatischer Kleinteilelager im Umfeld des elektronischen Handels Stefan Seemüller Vollständiger Abdruck der von der Fakultät für Maschinenwesen der Technischen Universität München zur Erlangung des akademischen Grades eines Doktor-Ingenieurs (Dr.-Ing.) genehmigten Dissertation. Vorsitzender: Univ.-Prof. Dr.-Ing. B. R. Höhn Prüfer der Dissertation: 1. Univ.-Prof. Dr.-Ing. W. A. Günthner 2. Univ.-Prof. Dr. med. M. ten Hompel, Universität Dortmund Die Dissertation wurde am bei der Technischen Universität München eingereicht und durch die Fakultät für Maschinenwesen am angenommen.

2 Die Dissertation ist in gedruckter Form im Herbert Utz Verlag GmbH, München, unter der ISBN-Nummer erhältlich.

3 Meinen lieben Eltern

4 Danksagung Mit dem Abschluss dieser Dissertationsschrift endet zugleich ein wichtiger Abschnitt meines beruflichen Lebens. Zum Gelingen dieser Arbeit haben zahlreiche Personen sowohl durch ihre fachliche Mithilfe als auch durch ihre moralische Unterstützung beigetragen. Einigen möchte ich an dieser Stelle meinen besonderen Dank aussprechen. Herrn Prof. Dr.-Ing. Willibald A. Günthner danke ich für das Vertrauen in meine Arbeit. Er gab mir sowohl die Möglichkeit, mich fachlich weiterzubilden, als auch den Freiraum, wissenschaftliche Ideen weiterzuverfolgen. Zudem danke ich Herrn Prof. Dr. M. ten Hompel für die Übernahme des Korreferats und Herrn Prof. Dr.-Ing. B. R. Höhn für den Vorsitz der Prüfungskommission. Neben allen Mitarbeitern und Studenten am Lehrstuhl danke ich meinen beiden Kollegen Herrn Florian Kuzmany und Herrn Jürgen Wagner, die vor allem ihr Fachwissen auf dem Gebiet der Simulationstechnik in diese Arbeit einbrachten. In besonderer Weise möchte ich mich bei Herrn Markus Heinecker und bei Herrn Jürgen Schmalzl bedanken, die mich nicht nur durch ihre Korrekturarbeiten, sondern auch durch viele fachliche und persönliche Gespräche unterstützten und damit einen entscheidenden Beitrag bei der Erstellung dieser Arbeit geleistet haben. Bei meiner Familie, insbesondere bei meinen Eltern, möchte ich mich für die langjährige Unterstützung in allen Bereichen meines Lebensweges bedanken, wodurch es mir ermöglicht wurde, diesen wichtigen Schritt meines beruflichen Werdegangs abzuschließen. München, im Mai 2005 Stefan Seemüller

5 Kurzzusammenfassung Durchsatzberechnung automatischer Kleinteilelager im Umfeld des elektronischen Handels Stefan Seemüller Das Internet hat durch seine Möglichkeiten der effizienteren Gestaltung von Informationsbereitstellung und Informationsübermittlung in vielen Bereichen Geschäftsprozesse verändert. Ein wichtiges Resultat ist die Verringerung der Losgröße bei Bestellungen. Dies verursacht sowohl eine gesteigerte Bedeutung der Kommissionierung in der Intralogistik als auch schwierigere Randbedingungen hierfür. Diese Arbeit befasst sich in ihrem ersten Schwerpunkt mit der Darstellung eines realistischen Bildes der Auswirkungen des e-commerce auf die Lagerlogistik. Eine wichtige Systemkomponente in der Kommissionierung bilden automatische Kleinteilelager. Deren Leistungsfähigkeit wird durch den maximalen Durchsatz bestimmt. Entscheidenden Einfluss hierauf hat zum einen die Lagerkonfiguration aus Lagertiefe, Anzahl der Lastaufnahmemittel und der Tiefe der Lagergasse und zum anderen die Lagerbetriebsstrategie. Aktuelle Normen und Richtlinien bilden hierfür keine ausreichende Planungsbasis. Aus diesem Grund bildet den zweiten Schwerpunkt dieser Arbeit die Herleitung einer analytischen Berechnungsmethode für den maximalen Durchsatz eines automatischen Kleinteilelagers, die alle praxisrelevanten Lagerkonfigurationen und wichtige Lagerbetriebsstrategien mit einbezieht. Dies beinhaltet in der Lagertechnik einfachund doppeltiefe Lagerung, ein bis drei Lastaufnahmemittel und den einfach- und doppeltiefen Lagergang. Als Lagerbetriebsstrategien wurden die chaotische Lagerung, die Einlagerung in der Nähe der Auslagerung und für Mehrfachlastaufnahmemittel Mehrfacheinlagerungen integriert. V

6 Summary Throughput calculations for automatic mini-load systems in the e-business environment By Stefan Seemüller The internet has changed business processes in many areas via the possibilities it creates for the more efficient organisation of information retrieval and transmission. An important knock-on effect is the so-called "atomisation" of customers' orders. This results in the increased importance of order-prioritisation within the logistical process alongside more difficult constraints. This doctoral thesis is concerned in the first instance with the realistic representation of the effects of e-commerce on warehouse logistics. Automatic mini-load systems are an important component in the order-picking-systems. Their efficiency is determined by maximum throughput to ensure maximum picking accuracy. The maximum throughput depends on the one hand on the storage system configuration composed of storage capacity, the number of load handling devices and aisle depth and on the other hand on the operating strategy. As yet, current standards and guidelines form no sufficient planning basis. For this reason the derivation of an analytic calculation method for the maximum throughput of an automatic mini-load system, which includes all practice-relevant configurations and important operating strategies, forms the second part of the thesis. This looks at single and double-deep storage, one to three load handling devices and single- and double-deep aisles. As operating strategies, the random storage allocation, the closest open location and the multiple storage system, for more multiple load handling devices, are integrated. VI

7 Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung Problemstellung Ziel der Arbeit Aufbau der Arbeit Grundlagen des e-commerce Begriffliche Abgrenzung Bereiche des e-business Business to Consumer (B2C) Business to Business (B2B) Verbraucher und öffentliche Einrichtungen (A2C) Vorteile des e-commerce Schwierigkeiten im e-commerce Rechtliche Probleme Nicht-technische Probleme Sonstige Probleme Preissysteme im e-commerce Versteigerungen Virtuelle Einkaufsgemeinschaften Käufer-basierte Preisfestsetzung Rabatt-Systeme Zusammenfassung Auswirkungen des e-commerce Betroffene Produkte und Dienstleistungen Preisentwicklung E-Procurement - Auswirkungen auf die Beschaffungslogistik Fulfillment im e-commerce...28 VII

8 Inhaltsverzeichnis Auswirkungen auf die Intralogistik Auswirkungen auf die Distributionslogistik Auswirkungen auf die Lagertechnik Zusammenfassung Automatische Kleinteilelager Funktionen und Aufgaben von Lagern Kommissioniersysteme mit AKL Prinzip Mann zur Ware Prinzip Ware zum Mann Kombinierte Kommissioniersysteme Technik automatischer Kleinteilelager Automatisches Regalbediengerät Ladehilfsmittel Lastaufnahmemittel Lager/Regal Konfiguration Lagertiefe Lastaufnahmemittel Abgrenzung Kleinteilelager zum Palettenlager Lagerorganisation und Betriebsstrategien Belegungsstrategien Bewegungsstrategien Grundlagen der Spielzeitberechnung Einzel- und Doppelspiel Mittlere Spielzeit Regalwandparameter Berechnung der mittleren Einzelspielzeit Berechnung der mittleren Doppelspielzeit Analytische Modelle zur Spielzeitberechnung Berechnungsmodelle für technische Einflussgrößen Spielzeitmodelle für einfachtiefe Lager...75 VIII

9 Inhaltsverzeichnis Spielzeitmodelle für doppeltiefe Lagerung Spielzeitmodelle für Mehrfachlastaufnahmemittel Berechnungsmodelle für organisatorische Einflussgrößen Richtlinien zur Spielzeitermittlung VDI FEM VDI Zusammenfassung Spielzeiten bei Lagerbetriebsstrategien Rahmenbedingungen für Lagerbetriebsstrategien Systemumfeld Lagertechnische Rahmenbedingungen Organisatorische Rahmenbedingungen Optimierungsansatz Spielzeitanteile Verringerung der Fahrzeiten Verringerung der Verweilzeiten Durchsatz Lagerstrategien bei einfachtiefer Lagerung (etl) Chaotische Lagerung Strategie Einlagerung nahe Auslagerung Strategie Mehrfacheinlagerungen Berechnung des maximalen Durchsatzes Lagerstrategien bei doppeltiefer Lagerung (dtl) Chaotische Lagerung Strategie Einlagerung nahe Auslagerung Strategie Mehrfacheinlagerungen Lagerstrategie bei doppeltiefer Lagergasse (dtg) Strategie Mehrfacheinlagerungen nahe Auslagerungen Nicht behandelte Strategien Umschlagsbasierte Lagerplatzvergabe IX

10 Inhaltsverzeichnis Fahrwegsoptimierungen Berechnung der Spielzeitkomponenten Fahrzeitkomponenten nächster Nachbar Nächster Nachbar Einlagerung einfachtiefes Lager (etl) Nächster Nachbar Einlagerung doppeltiefes Lager (dtl) Nächster Nachbar Einlagerung doppeltiefe Gasse (dtg) Mehrfacheinlagerungen Schreibweise und Definitionen Grundüberlegung des Berechnungsganges Anmerkung zum Berechnungsgang, Korrekturfaktor Mehrfacheinlagerungen im einfachtiefen Lager (etl) Zwei Lastaufnahmemittel Drei Lastaufnahmemittel Mehrfacheinlagerungen bei doppeltiefen Lagern (dtl) Zwei Lastaufnahmemittel Drei Lastaufnahmemittel Berechnungsbeispiel einfachtiefes Lager (etl) Daten des Berechnungsbeispiels Berechnungsergebnisse Berechnungsbeispiel doppeltiefes Lager (dtl) Daten des Berechnungsbeispiels Berechnungsergebnisse Zusammenfassung und Ausblick Literaturverzeichnis X

11 Abbildungsverzeichnis Abb. 1.1: Einflussgrößen auf den Durchsatz automatischer Kleinteilelager...3 Abb. 2.1: Ausstattung der Haushalte mit Internetzugang [Sta-04a]...7 Abb. 2.2: Einsatz von Internet in Unternehmen 2003 [Sta-04b]...8 Abb. 2.3: Begriffsabgrenzungen im e-business [Sch-04]...10 Abb. 2.4: Akteure und Interaktionsmuster im e-business...11 Abb. 2.5: Schätzungen zum weltweiten e-commerce Umsatz [Jah-04]...11 Abb. 2.6: Weltweite Umsatzverteilung der e-commerce Bereiche [Jah-04]...13 Abb. 2.7: Probleme bei e-commerce Projekten [Jah-04]...19 Abb. 3.1: Gehandelten Leistungen im B2C e-commerce in Deutschland [Jah-04]...26 Abb. 3.2: Preisentwicklung bei Standardprodukten...27 Abb. 3.3: Funktionen des Fulfillment [Wae-04]...29 Abb. 3.4: Veränderte Anforderungen an Kommissioniersysteme...30 Abb. 3.5: Lagerhaltung im B2B und B2C...33 Abb. 3.6: Mögliche e-commerce Distributionsstrukturen...34 Abb. 3.7: Durch e-commerce generiertes Paket- Express- Versandvolumen...35 Abb. 3.8: Anwendungsbereiche vom Lager-/Kommissioniersysteme...41 Abb. 4.1: Prinzip Mann zur Ware...47 Abb. 4.2: Prinzip Ware zum Mann...48 Abb. 4.3: Distributionszentrum Libri...49 Abb. 4.4: Einmast- und Zweimast-RBG [TGW-01]...51 Abb. 4.5: Standardisierte Ladehilfsmittel...52 Abb. 4.6: Lastaufnahmemittel Twister [TGW-01]...53 Abb. 4.7: Mögliche Lagerkonfigurationen, Draufsicht...54 Abb. 5.1: Modell der Regalanlage und des Regalbediengeräts...60 XI

12 Abbildungsverzeichnis Abb. 5.2: Regalwandparameter w...61 Abb. 5.3: Lagerplätze gleicher Wegzeit (Isochrone)...62 Abb. 5.4: Realer und vereinfachter Geschwindigkeitsverlauf...64 Abb. 5.5: Repräsentative Lagerplätze P, P für das Doppelspiel...72 Abb. 7.1: Parallele Abgabe und Aufnahme am E/A-Punkt, Draufsicht...91 Abb. 7.2: Einlagerungs- und Auslagerungsaufträge...92 Abb. 7.3: Zeitanteile eines kombinierten Arbeitsspiels...94 Abb. 7.4: Arbeitsspiel chaotische Lagerung (etl)...98 Abb. 7.5: Arbeitsspiel Einlagerung nahe Auslagerung (etl) Abb. 7.6: Zweifacheinlagerung 2 LAM (etl) Abb. 7.7: Zweifacheinlagerung/Dreifacheinlagerungen 3LAM (etl) Abb. 7.8: Arbeitsspiel Mehrfacheinlagerung (etl) Abb. 7.9: Arbeitsspiel chaotische Lagerung 2 LAM (dtl) Abb. 7.10: Fahrzeitanteile chaotische Lagerung 1 LAM (dtl) Abb. 7.11: Ablauf Lagerspiel Verweilzeiten (dtl) Abb. 7.12: Anzahl Lastzyken 1 LAM (dtl) Abb. 7.13: Zweifacheinlagerungen 2 LAM (dtl) Abb. 7.14: Zweifach-/Dreifacheinlagerungen 3 LAM (dtl) Abb. 7.15: Anzahl Lastzyklen Mehrfacheinlagerung 2 LAM (dtl) Abb. 7.16: Anzahl Lastzyklen Mehrfacheinlagerung 3 LAM (dtl) Abb. 7.17: Zweifacheinlagerung (dtg) Abb. 7.18: Lagerspiel Mehrfacheinlagerung nahe Auslagerung (dtg) Abb. 7.19: Zustandübergänge (dtg) Abb. 7.20: Einfluss von Fahrwegsoptimierungen Abb. 8.1: Umgebung des Auslagerauftrags Abb. 8.2: Einzelwahrscheinlichkeiten Abstand nn Einlagerung (etl) Abb. 8.3: Belegungszustände Lagerkanal XII

13 Abbildungsverzeichnis Abb. 8.4: Einzelwahrsch. Abstand (nn) Umlagerungen und Einlagerung (dtl) Abb. 8.5: Einzelwahrsch. Abstand nn Umlagerungen nach Einl. (dtl) Abb. 8.6: Einzelwahrscheinlichkeiten Abstand nn (dtg) Abb. 8.7: Ausschnitt aus der modellierten Reihe Abb. 8.8: Folge freier Lagerplätze Abb. 8.9: Erwartungswert Anzahl Folgen k freier Lagerplätze Abb. 8.10: Erfasste freie Lagerplätze Abb. 8.11: Genauigkeit der Berechnung für die i-te Umgebung der Auslagerung Abb. 8.12: Zustandswahrscheinlichkeiten bei 10 benachbarten Lagerplätzen Abb. 8.13: Zustandswahrscheinlichkeiten, Schnitt Abb. 8.14: Entstehungswahrscheinlichkeit einer Folge Abb. 8.15: Summe der Entstehungswahrscheinlichkeiten Abb. 8.16: Zweifacheinlagerungsmöglichkeiten Abb. 8.17: Verhalten S ME bei zwei LAM (etl) Abb. 8.18: Freier Lagerplatz rechts oder links vom Auslagerungsauftrag Abb. 8.19: Vergleich analytische Berechnung und Simulation 2 LAM (etl) Abb. 8.20: Entstehung Zweifacheinlagerungsmöglichkeiten getrennt 3 LAM Abb. 8.21: Erwartungswert Ausgangsbelegung E (AD), E (AZ) Abb. 8.22: Zusammenfassung Übergangswahrscheinlichkeiten (3 LAM) Abb. 8.23: Entstehung Dreifacheinlagerungsmöglichkeit Abb. 8.24: Entstehung Zweifacheinlagerungsmöglichkeit Abb. 8.25: Vergleich analytische Berechnung und Simulation 3 LAM (etl) Abb. 8.26: Vergleich analytische Berechnung und Simulation 2 LAM (dtl) Abb. 8.27: Vergleich analytische Berechnung und Simulation 3 LAM (dtl) Abb. 8.28: Verlauf der berechneten Durchsätze 3 LAM (etl) Abb. 8.29: Verlauf mittlere Spielzeiten Berechnungsbeispiel 3 LAM (dtl) XIII

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15 Tabellenverzeichnis Tab. 7.1: Anzahl der Spielzeitkomponenten chaotische Lagerung (etl)...99 Tab. 7.2: Anzahl der Spielzeitkomponenten Einlagerung nahe Auslagerung (etl)..101 Tab. 7.3: Anzahl der Spielzeitkomponenten Mehrfacheinlagerung (etl) Tab. 7.4: Anzahl der Spielzeitkomponenten chaotische Lagerung (dtl) Tab. 7.5: Anzahl der Spielzeitkomponenten Einlagerung nahe Auslagerung (dtl)..111 Tab. 7.6: Anzahl der Spielzeitkomponenten Mehrfacheinlagerung (dtl) Tab. 7.7: Anzahl der Spielzeitkomponenten (dtg) XV

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17 Abkürzungsverzeichnis AKL : Automatisches Kleinteilelager B2A : Business to Administration B2B : Business to Business B2C : Business to Consumer dtg : Doppeltiefes Lager mit doppeltiefer Gasse dtl : Doppeltiefes Lager mit einfachtiefer Gasse E/A-Punkt : Punkt zur Abgabe und Aufnahme der Ladeeinheiten etl : Einfachtiefes Lager mit einfachtiefer Gasse HRL : Automatisches Hochregallager KLT: : Kleinladungsträger LAM : Lastaufnahmemittel LHM : Ladehilfsmittel nn : nächster Nachbar, nächstgelegener freier Lagerplatz RBG : Regalbediengerät SCM : Supply Chain Management XVII

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19 1 Einleitung Die globale Verbreitung des Internets hat eine kontinuierliche tief greifende Veränderung vieler Bereiche der Gesellschaft bewirkt. Sowohl im privaten wie im beruflichen Alltag ist für viele Mensche der Umgang mit modernen Informationsmedien bereits zur Gewohnheit geworden. Dabei hat sich das Internet mit seinen Möglichkeiten vom reinen Informationsmedium hin zum Werkzeug entwickelt. In der Geschäftswelt musste die erste sicherlich überzogene e-commerce-euphorie inzwischen der wirtschaftlichen Realität weichen. Dennoch haben sich in vielen Bereichen die Kerngeschäftsprozesse verändert. Vor allem die schnellere und wesentlich effizientere Kommunikation zwischen den Unternehmen bildete die Grundlage für viele Optimierungsansätze gegenwärtiger Diskussionsthemen in der Supply Chain. Deren Grundproblematik ist dabei nicht neu. Zu finden ist ein gesamtwirtschaftliches Optimum aus Kapitalbindung durch Lagerbestand und Investition an Betriebsmitteln und aus effizienter Gestaltung der Warenbeschaffung, Produktion, Lagerhaltung und Versand. Dabei bildet die Losgröße in allen Bereichen den entscheidenden Parameter. 1.1 Problemstellung Durch die effizientere Kommunikation innerhalb und zwischen den Unternehmen wurde die Grundlage für eine Verringerung der Losgrößen sowohl in der Produktion als auch im Versand geschaffen. Ergebnis daraus ist in vielen Fällen die so genannte Atomisierung, also die Verringerung der Losgröße bis auf den Minimalwert eins. Bei Lagersystemen ist allerdings aus Gründen der Wirtschaftlichkeit die Umverpackung nach wie vor die kleinste sinnvolle Lagereinheit. Durch die geringeren Sendungsgrößen folgt hieraus ein erhöhter Stellenwert der Kommissionierung in der Intralogistik. Um diesen Anforderungen zu begegnen, ist vor allem im Umfeld des e-commerce, in dem die Flexibilität höchste Priorität besitzt, die Automatisierung kein Allheilmittel. Dies liegt vor allem daran, dass beim Griff in die Kiste der Mensch derzeit nach wie vor nicht mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand ersetzbar ist. Die wirtschaftlichste Variante bei der Konzeption von Kommissio- 1

20 1 Einleitung niersystemen ist deshalb in vielen Fällen ein optimales Zusammenwirken von Menschen als Picker und Maschinen als Bereitsteller. Zur Bewältigung dieser Anforderungen speziell bei der Kleinteilekommissionierung kommen sehr häufig automatische Kleinteilelager (AKL) zum Einsatz. Deren entscheidende Leistungskenngröße ist im Umfeld der Kommissionierung die Durchsatzleistung. Bei den Geräteherstellern sind diesbezüglich seit einigen Jahren zwei Trends erkennbar: Zum einen versucht man hochdynamische Geräte zu entwickeln. Hohe Beschleunigungswerte und Maximalgeschwindigkeiten haben direkten Einfluss auf die zu erwartende Durchsatzleistung. Bei dem im Bereich der Kleinteilelagerung bereits erreichten hohen Niveau ist dieser Effekt relativ gering. Außerdem wird hierdurch ein Zielkonflikt generiert, da höhere Dynamik höhere Steifigkeiten durch höhere Massenträgheiten bedingt. Ein Lösungsansatz ist dabei der Einsatz von neuen leichten Werkstoffen, wie z.b. Faserverbund. Dies ist aber bislang nur bedingt wirtschaftlich. Zum anderen ist immer häufiger, vor allem im Bereich der Lagerung von Kleinteilen, der Einsatz von doppeltiefer Lagerung und Mehrfachlastaufnahmemitteln zu beobachten. Durch die höheren bewegten Massen durch schwerere Lastaufnahmemittel und Regalbediengeräte ist zwar eine geringere Gerätedynamik möglich, man erzielt jedoch eine Steigerung der Durchsatzleistung dadurch, dass pro Arbeitsspiel mehrere Ladeeinheiten aus- bzw. eingelagert werden können. Durch den Einsatz dieser Lagertechniken sind darüber hinaus im Vergleich zu einfachtiefen Lagern mit Einfachlastaufnahmemitteln andere Lagerstrategien möglich. Vor allem die mögliche gleichzeitige Einlagerung mehrerer Lagereinheiten in benachbarte freie Lagerplätze ergänzen die lagerstrategischen Optimierungsmöglichkeiten. Zur Berechnung der Durchsatzleistung im Rahmen der Dimensionierung in der Planungsphase eines Lagersystems werden die mittleren Spielzeiten der Arbeitsspiele benötigt. Dabei greift man meist auf die Vorgaben der FEM-Richtlinie zurück. Dieses Vorgehen ist aufgrund ihres stark eingeschränkten Geltungsbereichs vor allem im Bezug auf die angesprochenen Anlagen mit aufwendigen Lastaufnahmemitteltechniken bei Kleinteilelagern nur für rechtliche Vereinbarungen und Abnahmeprozeduren zwischen Herstellern, Planern und Anwendern sinnvoll. Die verbreitete Nutzung der Richtlinie für Planungszwecke als Auslegungsmethoden ist umso verwunderlicher, da Überdimensionierungen durch die meist sehr hohen Investitionskosten 2

21 1.1 Problemstellung auf dem Gebiet der Lager- und Kommissioniertechnik zu vermeiden sind. Für eine sinnvolle Leistungsdimensionierung, in der die in der Planungsvariante verwendete Lagertechnik und lagerstrategische Aspekte berücksichtigt werden, sollte sie deshalb nur die Grundlage bilden. In Abb. 1.1 sind alle Größen aufgezeigt, die auf den Durchsatz automatischer Kleinteilellager Einfluss nehmen. Lagerabmessungen: Länge Höhe Kinematik RBG: Geschwindigkeit Beschleunigung Lagertiefe: einfachtief doppeltief Durchsatz Lastaufnahmemittel einfach mehrfach (bis 3) Lagerstrategie Lagerfüllungsgrad Abb. 1.1: Einflussgrößen auf den Durchsatz automatischer Kleinteilelager Für die zu erwartenden Leistungssteigerungen durch lagerstrategische Einflüsse für einfache automatische Lagertechniken stehen ausreichende Berechnungsgrundlagen zur Verfügung. Für komplexere Lagertechniken gibt es diese hingegen nur sehr begrenzt. Ein für Planungszwecke nötiger Vergleich verschiedener Lagertechniken und Lagerstrategien in Abhängigkeit der Einfluss nehmenden Parameter erfolgte bislang nicht. Der Einfluss von Mehrfacheinlagerungen wurde ebenfalls noch nicht quantifizierbar analysiert. 3

22 1 Einleitung 1.2 Ziel der Arbeit Das Internet hat den weltweiten Datenaustausch in kürzester Zeit zur Realität werden lassen und die Verbreitung des e-commerce ermöglicht. Ein Ziel dieser Arbeit ist ein realistisches Bild der dadurch entstandenen Veränderungen und Auswirkungen für verschiedene Bereiche der Logistik aufzuzeigen. Dies wird für das Gebiet der Lagerund Kommissioniertechnik konkretisiert und speziell für den Bereich der automatischen Lagerung von Kleinteilen dargestellt. Es wird gezeigt, warum das automatische Kleinteilelager (AKL) insgesamt an Bedeutung gewinnt und welche AKL- Systeme vermehrt zum Einsatz kommen. Eine Erkenntnis hieraus ist der vermehrte Einsatz von Mehrfachlastaufnahmemitteln und der doppeltiefer Lagerung. Dadurch werden für die aus der Anzahl der Lastaufnahmemittel und der Lagertiefe kombinierbaren Lagerkonfigurationen neue Lagerstrategien ermöglicht. Diese werden in dieser Arbeit erläutert. Der zweite Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Herleitung einer Methode zur Berechnung der Durchsatzleistung von komplexen automatischen Kleinteilelagern, die sowohl Auswirkungen der Lagerkonfiguration aus Lastaufnahmemitteln und Lagertiefe als auch der Lagerstrategie mit einbezieht. Um diese komplexen Lagertechniken und Lagerbetriebsstrategien bei Lagerplanungen berücksichtigen zu können und ihre Auswirkungen auf die Durchsatzleistung zu quantifizieren, werden die Spielzeitkomponenten der entsprechenden Arbeitsspiele zusammengestellt. Dazu dienen zum einen bekannte Berechnungsmethoden einfacher Lagertechniken, die für komplexe Lagertechniken modifiziert werden. Zum anderen werden neue analytische Berechnungsgrundlagen zur Erfassung der Einflüsse von Mehrfacheinlagerungen geschaffen und in die Methodik miteingebunden. Damit entsteht eine analytische Berechnungsgrundlage für Durchsatzleistungen einfach- und doppeltiefer automatischer Kleinteilelager für ein bis drei einfach- oder doppeltiefer Lastaufnahmemittel. Diese Berechnungsgrundlage schließt außer den verschiedenen Lagertechniken praxisrelevante Lagerbetriebsstrategien automatischer Kleinteilelager im Umfeld der Kommissionierung mit ein. 4

23 1.3 Aufbau der Arbeit 1.3 Aufbau der Arbeit In Kapitel 2 werden die Grundlagen des elektronischen Handels beschrieben. Es bildet die Basis für das Verständnis der in Kapitel 3 beschriebenen Auswirkungen auf die verschiedenen Bereiche der Logistik und speziell auf die Lagertechnik. Kapitel 4 beschäftigt sich mit den Aufgaben automatischer Kleinteilelager, deren technischen Aufbau und deren Varianten, den Einsatzgebieten und Anwendungen sowie deren Organisation. Es wird gezeigt, dass durch technische Entwicklungen vor allem auf dem Gebiet der Lastaufnahmemittel für automatische Kleinteilelager neue Möglichkeiten für den Lagerbetrieb und speziell für den Ablauf der Ein- und Auslagerspiele entstanden sind. Zur Bewertung von Lagerstrategien muss deren Einfluss auf die Durchsatzleistung ermittelt werden. Dazu werden in Kapitel 5 die Grundlagen der Spielzeitenberechnung dargelegt. Definitionen werden gegeben und Abläufe, die für das Verständnis des Folgenden nötig sind, werden erklärt. Speziell wird auf die Herleitung der später verwendeten Spielzeitkomponenten der mittleren Einzel- und Doppelspielzeit eingegangen. Ein detaillierter Überblick über den aktuellen Stand der Forschung auf dem Gebiet der analytischen Spielzeitberechnung ist in Kapitel 6 aufgeführt. Berechnungsmodelle für einfach- und doppeltiefe Lager werden vorgestellt. In Kapitel 7 werden die sich durch das Umfeld des e-commerce ergebenden Randbedingungen für Lagerbetriebsstrategien für den Einsatz in automatischen Kleinteilelagern abgeleitet. Hierbei findet eine grundsätzliche Untergliederung der Lagersysteme in einfach- und doppeltiefe Lagerung, sowie in doppeltiefe Lagerung mit doppeltiefen Lagergang statt. Diese Lagerbetriebsstrategien werden im Anschluss beschrieben. Die Strategien betreffen die Minimierung beider Zeitanteile der mittleren Spielzeit, die Verfahrzeiten und die Verweilzeiten. Eine Minimierung kann hierbei zum einen bezüglich der Dauer der mittleren Fahrzeiten erfolgen. Zum andern kann man die mittlere Spielzeit durch die Minimierung der mittleren Anzahl der Verweilzeiten, z.b. durch paarweises Einlagern, verkürzen. Bei doppeltiefer Lagerung ist unter anderem zu beachten, dass zur Auslagerung einer verdeckt stehenden gangfernen Ladeeinheit ein Umlagerspiel nötig ist. Für eine Berechnung und einen Vergleich der sich hierfür ergebenden Durchsatzleistungen erfolgt eine Beschreibung der einzelnen Spielzeitkomponenten der Arbeitsspiele der jeweiligen Strategie. 5

24 1 Einleitung In Kapitel 8 werden die einzelnen Spielzeitkomponenten analytisch hergeleitet und für die Berechnungsmethode des Kapitels 7 nutzbar gemacht. Den Schwerpunkt bilden hierbei strategiespezifische Fahrzeitanteile zum nächstgelegenen freien Lagerplatz für Ein- und Umlagerungen und die Wahrscheinlichkeiten der Durchführbarkeit von Mehrfacheinlagerungen. Dieses Kapitel schließt mit je einem Berechnungsbeispiel für einfachtiefe und doppeltiefe Lagerung, bei dem die hergeleitete Methode Anwendung findet. Im letzten Kapiteln 9 erfolgt eine Zusammenfassung der wichtigsten Ergebnisse der Arbeit und ein Ausblick auf weiterführende Untersuchungen im Bereich der Durchsatzberechnung automatischer Kleinteilelager. 6

25 2 Grundlagen des e-commerce Das neue Medium Internet hat sich mittlerweile in der Bevölkerung und in fast allen Bereichen der Industrie und Wirtschaft etabliert und ist aus dem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken. Es hat Gewohnheiten von Privatpersonen ebenso wie eine Vielzahl von Geschäftsprozessen verändert. Die Zahl der Internet-Nutzer hat sich dabei seit 1995 weltweit mehr als verzehnfacht. In Deutschland ist bereits jeder Zweite online. Im Jahr 2003 hatten 51 % aller Haushalte einen Internetzugang, 1998 waren es erst 8 % [Sta-04a]. In Abb. 2.1 ist die Ausstattung der Haushalte in Deutschland im internationalen Vergleich zu sehen. [%] Internetzugang NL UK D E EU USA Kanada Japan Abb. 2.1: Ausstattung der Haushalte mit Internetzugang [Sta-04a] Auch in Betrieben breitet sich die Nutzung des Internets mit hohem Tempo aus. Mehr als drei Viertel aller Betriebe in Deutschland haben Zugang zum Internet und fast die Hälfte ist mit einer eigenen Website im Internet präsent. Im internationalen Vergleich der Internet-Nutzung liegen die deutschen Unternehmen im Mittelfeld. Dabei hinken in allen Ländern, vor allem aber in Deutschland, die kleineren Unternehmen hinterher (vgl. Abb. 2.2). Größere Unternehmen mit 20 und mehr Beschäftigten setzen das Internet bereits fast durchgängig ein. 7

26 2 Grundlagen des e-commerce [%] Internetnutzung und mehr Beschäftigte Abb. 2.2: Einsatz von Internet in Unternehmen 2003 [Sta-04b] Diese globale Verbreitung des Internets ermöglichte e-business (elektronische Abwicklung von Geschäftsprozessen) und e-commerce (Einkauf und Verkauf via Internet), deren Entwicklungspotenziale branchenübergreifend enorm sind. Bereits jetzt hat das Medium Internet ein neues verändertes Beziehungsgefüge zwischen Hersteller, Handel und Käufer bewirkt. Momentan kauft mehr als ein Viertel der Unternehmen in Deutschland online ein und 14 % vertreiben Produkte per e-business [Sta- 04b]. Dienstleistungen wie Same-Day-Service, die bis vor kurzem noch utopisch klangen, sind realisiert. Fast jeder Artikel ist heute auch im Internet zu kaufen. Durch die globale Einflussnahme des Internets auf die verschiedenen Bereiche ist eine Vielzahl von e-begriffen entstanden, die sehr oft nicht einheitlich verwendet werden. Diese werden im Folgenden definiert und voneinander abgegrenzt. 2.1 Begriffliche Abgrenzung Unter den Begriff e-business (übersetzt: Elektronischer Geschäftsverkehr) fallen über den reinen Online-Shop hinaus alle Arten von Geschäften, die auf elektronischem Wege abgewickelt werden können. Dies umfasst die verschiedensten unternehmerischen Tätigkeiten, wie z.b. die Geschäftsanbahnung und -abwicklung, Werbung, Online-Banking aber auch Kundenservice [BW-04]. E-Commerce bezeichnet im Unterschied dazu die reinen Handelsprozesse im Rahmen des e-business. Der Begriff e-business ist somit weiter gefasst als der des e-commerce. 8

27 2.1 Begriffliche Abgrenzung Die Grundidee des e-commerce ist, dass Käufer und Verkäufer von Waren und Dienstleistungen über das Internet kommunizieren können. Beide tauschen Informationen über die Ware und den Kaufwunsch aus. Der Verkäufer bietet Informationen über seine Ware oder seine Dienstleistung und den entsprechenden Preis an. Der Käufer informiert über seinen Kaufwunsch und seine Identität. Der Verkäufer verschickt die Ware an den Käufer und dieser bezahlt dafür den vereinbarten Preis. Auch die Bezahlung erfolgt in den meisten Fällen online. Darüber hinaus existieren Untermengen des e-commerce, die spezielle Einsatzfelder und Anwendungen beschreiben. Einige Begrifflichkeiten seien hier exemplarisch näher erläutert [Sch-04]: Electronic Procurement beschreibt das elektronische Beschaffungswesen und die elektronische Abwicklung von Bestellungen. Electronic Shopping ist der Bereich, den die meisten Menschen direkt mit dem Begriff e-commerce verbinden. Hierunter werden Online-Bestellungen im Privatkunden-Geschäft verstanden. Mit Mobile Commerce wird eine neue Entwicklung bezeichnet, die e- Commerce Anwendungen auf mobile Endgeräte wie Mobiltelefone überträgt. Zwischen den genannten Anwendungsfeldern bestehen wiederum starke Überschneidungen. Als Beispiel für eine solche Verzahnung können Customer Relationship Management-Systeme (CRMS) genannt werden. Sie verbessern die Schnittstelle von Unternehmen zu ihren Kunden und stellen alle relevanten Kundendaten in einem zentralen System bereit. Customer Relationship Management ist die Bezeichnung für die systematische Kundenerforschung. CRM umfasst nicht nur den kommerziellen Handel zwischen Kommunikationspartnern, sondern stellt eine effiziente Art der Datenverknüpfung dar. Es wird daher eher zu den e-business-anwendungen gezählt [Tho-04]. Supply Chain Management (SCM) nimmt in Verbindung mit e-commerce und e- Business ebenfalls eine zentrale Rolle ein. Es stellt neben vielen anderen Aufgaben sicher, dass im Internet georderte Waren den Besteller in definierter Zeit erreichen. SCM-Systeme überwachen und optimieren den Warenfluss entlang der gesamten Wertschöpfungskette vom produzierenden Unternehmen über Zwischenhändler bis zum Endkunden. SCM hat damit starke Überlappungsbereiche mit e-commerce- und 9

28 2 Grundlagen des e-commerce e-business-anwendungen. Abb. 2.3 gibt eine vereinfachte Übersicht über die vorgestellten Begrifflichkeiten, die im engeren Zusammenhang mit e-commerce stehen. e-business e-crm Supply Chain Management e-commerce e-procurement e-shopping Mobile Commerce Abb. 2.3: Begriffsabgrenzungen im e-business [Sch-04] 2.2 Bereiche des e-business Bei den Interaktionsmustern der an e-business beteiligten Parteien hat sich eine Unterteilung in drei Gruppen durchgesetzt: Die erste Gruppe sind private Konsumenten (Consumer). Die zweite Gruppe stellen die Unternehmen (Business) dar. Als dritte Gruppe agieren öffentliche Institutionen (Administration). Alle Beteiligten können sowohl Anbieter oder Nachfrager einer Leistung sein. Abb. 2.4 zeigt die e- Business Felder und Beispiele für deren Anwendungen in der Praxis. 10

29 2.2 Bereiche des e-business Nachfrager der Leistung Anbieter der Leistung Consumer Business Administration Consumer Business Administration Consumer-to- Consumer (Internet Kleinanzeige) Consumer-to- Business (Online Consumer-to- Administration (z.b. ELSTER) Bewerbungsseiten) Business-to- Consumer (Internet Shops) Business-to- Business (Elektronische Industrie- Marktplätze) Business-to- Administration (Steuerzahlungen der Unternehmungen) Administration-to- Consumer (Abwicklung, Unterstützungsleistungen) Administration-to- Business (Elek. Ausschreibungen der öffentlichen Hand) Administration-to- Administration (Transaktionen zwischen öffentlichen Institutionen) Abb. 2.4: Akteure und Interaktionsmuster im e-business Schwerpunkt und der aus betriebswirtschaftlicher Sicht am interessantesten sind der B2C- und der B2B-Bereich. Hier gewinnt der Online-Handel mit Produkten und Dienstleistungen ständig an Bedeutung. Abb. 2.5 zeigt vergleichende Schätzungen zum weltweiten gesamten e-commerce-umsatz in Milliarden US $ von 2000 bis Diese gehen zum Teil sehr weit auseinander, sind sich aber über den generellen Trend des rasanten Wachstums einig [Milliarden US $] ActivMedia emarketer Goldman Sachs Ovum Abb. 2.5: Schätzungen zum weltweiten e-commerce Umsatz [Jah-04] 11

30 2 Grundlagen des e-commerce Für das Jahr 2003 schwankten die Umsatzprognosen z.b. zwischen ca. 950 Milliarden und 4 Billionen US $. Diese Disparitäten in den Schätzungen liegen vor allem in den unterschiedlichen Abgrenzungen und Definitionen der einzelnen Marktforschungsinstitute Business to Consumer (B2C) Im Sektor B2C steht der Verkaufsprozess eines Unternehmens gegenüber einer großen, wechselnden Kundenzahl im Vordergrund. Aktuelles Beispiel ist das bekannte Unternehmen Amazon. Als Benutzerschnittstelle wird ein Browser verwendet, der es ermöglicht, Web-Inhalte plattformunabhängig darzustellen. Die Waren werden in der Regel als Produktkatalog abgelegt. Hierbei sind wesentliche Aspekte eine gute Produktdarstellung, einfache Navigation und aktives Marketing. Konsumenten treten als Geschäftspartner des Anbieters über einen Client auf. Auf der Kundenseite befindet sich damit keine vor der Transaktion zu installierende spezielle Anwendungssoftware. Ist die Ware nicht elektronisch verteilbar (Medien, ebooks), ist ein Transport erforderlich. Charakteristika des B2C-Bereichs sind: Kleine einzelne Transaktionsvolumina Oft einmalige, nicht in gleicher Form wieder auftretende Transaktionen Unbekannte Kunden, oft weltweite Zielgruppe Hohe Anforderungen an das Webdesign Kurzfristiger Abschluss der Transaktion Abwicklungsphase dominiert Eine Abgrenzung des B2C Bereichs zu allgemeinen Public-Relation Maßnahmen der Firmen über das Internet in Form von Websites erfolgt dadurch, dass diese eine reine Informations- und Werbefunktion erfüllen. Es erfolgt nur eine Bereitstellung von Informationen über die Produkte und zum Unternehmen selbst. Im Gegensatz dazu sollen im Bereich B2C Transaktionen mit dem Kunden durchgeführt und die angebotenen Produkte tatsächlich verkauft werden. Die Unternehmen erwarten sich vom B2C hauptsächlich Wachstum des Umsatzes durch die Schaffung eines neuen Vertriebskanals, der es ermöglicht, den Absatz- 12

31 2.2 Bereiche des e-business markt zu erweitern und Zugang zu neuen Kunden zu erhalten. Außerdem sehen viele Unternehmen durch die Beteiligung am e-commerce einen Imagegewinn Business to Business (B2B) B2B ist die elektronische Geschäftsabwicklung zwischen Unternehmen, ihren Lieferanten und Händlern. Obwohl in der öffentlichen Meinung weniger als der B2C- Bereich beachtet, sind elektronische Transaktionen zwischen Firmen bei weiten bedeutender und umsatzstärker. Abb. 2.6 zeigt die prozentuale Verteilung der Umsätze im B2B- und im B2C-Bereich der letzten fünf Jahre. 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 20,9 18,4 16,6 14,0 13,4 79,1 81,6 83,4 86,1 86, B2C B2B Abb. 2.6: Weltweite Umsatzverteilung der e-commerce Bereiche [Jah-04] Die Kommunikation und Interaktion erfolgt dabei zumeist zwischen Softwaresystemen der Unternehmen, wobei im Gegensatz zum B2C-Bereich der manuelle Eingriff des Menschen erheblich geringer ist. Charakteristisch für das B2B Geschäftsmodell sind: Klar definierte Endanwenderzahl Kleine Anzahl an Produkten Hohe Transaktionsvolumina Hohe Werte der Transaktionen Im Vordergrund stehen feste Handelsbeziehungen Niedrige Anforderungen an das Webdesign 13

32 2 Grundlagen des e-commerce Unterstützung durch komplexe Softwaresysteme Weitgehend automatisierte Abwicklung der Transaktionen Zahlung oft direkt über die Belastung von Kostenstellen Wesentliche Anforderung: Systemintegration Bis vor wenigen Jahren zeichnete sich ein Boom der sogenannten e-markets ab. Hierbei erfüllen elektronische Marktplätze die Funktion der Zusammenführung von Anbietern und Nachfragern und organisieren den elektronischen Handel zwischen Unternehmen. Sie dienen der Beschaffung hochwertiger Güter, der Abwicklung von Routinebestellungen und der engen Zusammenarbeit mit Partnern in einem Netzwerk. Dabei dient das Internet nicht nur zur Informationsbereitstellung, sondern auch zur Interaktion zwischen mehreren Geschäftspartnern gleichzeitig. Hier wird auch die eigentliche geschäftliche Transaktion durchgeführt, die bisher oft immer noch auf konventionelle Weise stattfand. Vorteile von elektronischen Marktplätzen sind: Effizienz steigernde und Kosten senkende Prozessoptimierung durch hohe Automatisierung Weltweite Präsenz ohne größere Marketingkosten, einfacher Zutritt zu globalen Märkten Vermeidung von Medienbrüchen bei der Geschäftsabwicklung Zur Verarbeitung der Daten sind auf beiden Seiten oftmals komplexe Computersysteme notwendig. Electronic Data Interchange bedeutet hierbei, dass Daten auf elektronischem Weg zwischen Unternehmen ausgetauscht werden. Ziele des elektronischen Datenaustauschs sind unter anderem: Vermeidung der wiederholten Erfassung bzw. Eingabe und der Speicherung bzw. Ablage derselben Daten Beschleunigung der Kommunikation zwischen den Geschäftspartnern Wettbewerbsvorteile durch schnellere Reaktionszeiten auf Ereignisse am Markt und im Betriebsablauf Intensivierung der Kundenbetreuung und damit stärkere Bindung des Kunden an das Unternehmen 14

33 2.2 Bereiche des e-business Die Verwendung elektronischer Marktplätze bewirkt aber auch Nachteile für Händler und Lieferanten. Diese sind: Aufwändige Prozessintegration in bestehende Warenwirtschafts- und Buchhaltungssysteme Starker Wettbewerbsdruck durch hohe Transparenz Preise werden gedrückt (z.b. Auftragsvergabe im Auktionsverfahren) Hersteller könnten klassischen Vertriebsweg umgehen und der Händler im Extremfall überflüssig werden Für den Betreiber eines Marktplatzes stellt dies in der Regel eine volle Transparenz seiner Geschäftsprozesse dar. Dies ist aber in wenigen Geschäftsmodellen für das Unternehmen von Vorteil. Aus diesem Grund kann man in der momentanen Konsolidierungsphase feststellen, dass statt dessen, gerade bei großen Unternehmen, der Trend zu Anbieter-Plattformen (Sell-Side, Anbieter getriebener Verkauf) bzw. Konsumenten-Plattformen (Buy-Side, Nachfrage getriebener Einkauf) und weg vom virtuellen Marktplatz geht. Die mangelnde Standardisierung des Datenaustausches stellt bislang das größte Hemmnis des B2B-Bereichs dar. Zu einem Großteil finden branchenspezifische Systeme Anwendung, die den Austausch zwischen verschiedenen Unternehmen entlang der gesamten Supply Chain erschweren. Die Herausforderung der nächsten Jahre wird daher sein, den elektronischen Austausch zwischen Unternehmen durch standardisierte Internettechnologien weiter zu optimieren Verbraucher und öffentliche Einrichtungen (A2C) Administration to Consumer ist der Teil des e-business, der sich mit dem Einfluss der Informationstechnologien in der öffentlichen Verwaltung befasst und auf die Effizienz der Beziehungen zwischen Behörden und Privatpersonen Einfluss nimmt. Man bezeichnet diesen Teil des e-business auch als e-government. Unter diesem Stichwort haben Bund, Länder und Kommunen in jüngster Zeit eine Reihe von Aktivitäten entwickelt, um die administrativen Abläufe internetfähig zu machen. Dabei beschränkte sich die Nutzung des Internets anfänglich weitgehend auf die Funktion der Informationsbereitstellung. Zwischenzeitlich gibt es einige Beispiele dafür, wie das Dienstleistungsangebot der Verwaltungen verbessert werden kann und zugleich 15

34 2 Grundlagen des e-commerce Potenziale für Kosteneinsparungen entstehen. Ein einfaches Beispiel ist hierbei der systematische Zugang zu den Leistungsangeboten der Verwaltung für Wirtschaft und Bürger über die Portale der Kommunen wie der direkte Kontakt zu zuständigen Personen per . Schließlich können Dienstleistungsangebote, zumindest in Teilen, zunehmend auch direkt über das Internet wahrgenommen werden. Dies gilt zum Beispiel für Anträge von Bürgern im Bereich Meldewesen und Kfz-Zulassung, aber auch für Sozialleistungen oder für Bauanträge. Der Bürger als Nachfrager einzelner Leistungen stellt entsprechende Anträge direkt im Netz oder lädt sich die entsprechenden Formulare herunter. Die IT-Infrastruktur ermöglicht dabei in den Verwaltungen die Parallelbearbeitung von Vorgängen und erschließt so erhebliche Rationalisierungspotenziale. 2.3 Vorteile des e-commerce Der Vertragsabschluss per Mausklick bietet viele Vorteile: Um die Ursachen der bis vor kurzen noch herrschenden e-commerce Euphorie besser zu verstehen, muss man die primären Kriterien, die aus Kundensicht bei der Beschaffung einer Ware eine Rolle spielen, betrachten. Hier werden die Vorteile des e-commerce gegenüber dem herkömmlichen Beschaffungsvorgang besonders deutlich. Preis: Durch einen besseren und leichteren Vergleich von verschiedenen Herstellern und Anbietern kann der Kunde den günstigsten Preis für das von ihm gewünschte Produkt ermitteln. Internet-Anbieter, die zu hohe Lieferkosten verlangen, mindern ihre Konkurrenzfähigkeit gegenüber Mitanbietern. Aufwand der Beschaffung: An- und Verkauf sind über große Distanzen hinweg und praktisch ohne zeitliche Verzögerung möglich. Durch die Bereitstellung der Produktinformationen wird die Informationsbeschaffung für den Käufer wesentlich vereinfacht. Wird darüber hinaus durch den Internet-Anbieter ein Lieferservice angeboten, ist der Beschaffungsaufwand für den Kunden sehr gering bis nahezu null. Sogar die Zahlung erfolgt sehr oft unmittelbar über das Internet. 16

35 2.3 Vorteile des e-commerce Sortimentsvielfalt: Das Internet hebt örtliche wie zeitliche Bindungen des Käufers an bestimmte Anbieter auf, dadurch wird für ihn eine Auswahl aus einer nahezu maximalen Sortimentsvielfalt ermöglicht. Zeitpunkt der Bestellung Der Käufer hat den Vorteil, dass er rund um die Uhr verschiedene Anbieter und deren Angebote und Preise in Ruhe miteinander vergleichen und die von ihm gewünschten Waren bestellen kann. Das Internet ermöglicht den Kunden ohne Bindung an Ladenöffnungszeiten einen elektronischen Produktkatalog zu durchforschen, sich das Produkt seiner Wahl auszusuchen, die Bestellungen aufzugeben. Für den Kunden bedeutet das maximale Bequemlichkeit und Schnelligkeit. Zeitpunkt der Verfügbarkeit: Die üblichen Internetanbieter bieten Lieferungen in Stunden. Dies ist für den Kunden in den meisten Fällen, ausgenommen im Food-Bereich, ausreichend. Dies bedeutet für den Vergleich mit der herkömmlichen Beschaffung von Produkten in allen Kriterien einen Vorteil für den e-commerce Nutzer. Hieraus ergeben sich auch die optimistischen Zukunftsprognosen, die je nach Branche mit jährlich mindestens zweistelligen Umsatzzuwachsraten rechnen. Darüber hinaus wird vor allem im B2B-Bereich das Internet als Informations- und Kommunikationstechnologie zur elektronischen Integration unterschiedlicher Wertschöpfungsketten oder unternehmensübergreifender Geschäftsprozesse genutzt. Die vorteilige Aspekte des e-commerce sind dabei vor allem: Effiziente Geschäftsprozesse: Vor allem im Bereich B2B meint die Integration der unternehmensübergreifenden Geschäftsprozesse hauptsächlich die Eliminierung von Medienbrüchen und Schnittstellen in Wertschöpfungsketten. An Organisationsgrenzen, also an der Schnittstelle zwischen unterschiedlichen Unternehmen, haben die traditionellen Prozesse in der Regel vielfältige Medienbrüche. Informationen, die im Unternehmen elektronisch vorliegen, werden auf "klassischem Weg", also telefonisch, per Fax, schriftlich nach außen gegeben. Der vollautomatische elektronische Informationsaustausch zwischen Unternehmen und zwischen Unternehmen und Verbraucher ist nicht die Regel, sondern eher die Ausnahme. Ein Charakteristikum von e-commerce ist somit die elekt- 17

36 2 Grundlagen des e-commerce ronische Abwicklung von Geschäftsprozessen und die elektronische Informationsweitergabe über Unternehmensgrenzen hinweg mit dem Ziel der Effizienzsteigerung und Beschleunigung von Geschäftsprozessen. Geschäftsbeziehungsmanagement: Das digitale Management der Geschäftsbeziehung stellt einen weiteren wesentlichen Aspekt des e-commerce dar. Dahinter verbirgt sich der Gedanke, alle Leistungen, die ein Kunde von einem Anbieter haben möchte und die sich in digitaler Form erbringen lassen, auch entsprechend zu erbringen. Dies schließt die Phasen der Informationsbeschaffung, der Abwicklung eines Auftrages und die der Kundenbetreuung im After-Sales-Bereich mit ein. Alle Leistungen einer Geschäftsbeziehung, über das Produkt- oder Dienstleistungsspektrum hinaus, werden vom Anbieter in elektronischer Form über das Internet erbracht. Auf diesem Wege entsteht wegen der geringen Transaktionskosten für beide Seiten ein Vorteil. Über die optimale Erfüllung der Kundenbedürfnisse entsteht eine größtmögliche Kundenbindung an den Anbieter. 2.4 Schwierigkeiten im e-commerce Durch die besondere Situation im Internet ergeben sich aber auch Schwierigkeiten. Diese haben unter anderem dazu geführt, dass die zu optimistischen Umsatzprognosen nicht eingetroffen sind Rechtliche Probleme Bei Vertragsabschluss stellt sich die Frage, welches nationale Recht auf den Vertrag anwendbar ist. Verbraucherschützende Gesetze, die greifen, wenn zum Beispiel Mängel an den gekauften Gegenständen auftreten oder die vertragliche Leistung nicht oder nicht rechtzeitig erbracht werden, sind in der Regel national. Dem wurde mit der Umsetzung der Europäischen Richtlinie in das deutsche Recht begegnet. Damit wurden die rechtlichen Rahmenbedingungen geschaffen, um einen effektiveren Schutz der Verbraucher, aber auch mehr Rechtssicherheit und eine Vereinfachung für die Anbieter elektronischer Dienste sowie den Abbau rechtlicher Hindernisse im grenzüberschreitenden e-commerce zu erreichen. 18

37 2.5 Preissysteme im e-commerce Nicht-technische Probleme Der Kauf von Waren übers Internet hat darüber hinaus einige bislang unterschätzte Nachteile. Einkaufen ist nicht nur Warenbeschaffung. Der Vorgang des Einkaufens ist für viele Menschen angenehmer Zeitvertreib. Zudem sind nicht alle Waren nur an die durch das Internet zu vermittelnde Optik geknüpft. Bei vielen Dingen spielen andere Sinneseindrücke eine entscheidende Rolle (z.b. Nahrungsmittel), oder wirken auf dem Bildschirm ganz anders als in der Realität. Durchaus gewollte subjektive Eindrücke oder Inspirationen gehen beim Online-Kauf nahezu verloren. Dadurch sinkt mitunter die Quote des Gefallens, was das Zurückschicken der Ware durch einen enttäuschten Kunden und eine somit steigende Retourenquote zur Folge hat Sonstige Probleme Außer den genannten Problemen treten eine Vielzahl an weiteren Schwierigkeiten bei der Umsetzung von e-commerce Projekten auf. In Abb. 2.7 sind die wichtigsten Umsetzungsprobleme aufgezeigt [%] fehlende personelle Ressourcen 50.6 Schwierigkeiten bei der Anbindung an Systeme 41.2 unausgereifte Software fehlendes technisches Know-how Kundenwünsche schwierig zu implementieren 30.2 fehlendes Vertrauen der Kunden zur Datensicherheit 27.2 ungeeignete Produkte im Angebot ungenügende finanzielle Mittel Konflikt mit klassischem Distributionsweg restriktive gesetzliche Regelungen Widerstände der Belegschaft 12.8 andere Probleme 5.2 Abb. 2.7: Probleme bei e-commerce Projekten [Jah-04] 2.5 Preissysteme im e-commerce Die Preisbildung im e-commerce stellt einen der größten Unterschiede zum herkömmlichen Handel dar. Günstigere Preise für vergleichbare Produkte können der 19