Produktionsplanung und -steuerung 2

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1 Produktionsplanung und -steuerung 2

2 Günther Schuh Volker Stich Herausgeber Produktionsplanung und -steuerung 2 Evolution der PPS 4., überarbeitete Auflage

3 Herausgeber Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing., Günther Schuh Werkzeugmaschinenlaborder RWTH Aachen Aachen, Deutschland Prof. Dr.-Ing. Volker Stich FIR e.v. an der RWTH Aachen Aachen, Deutschland ISBN DOI / ISBN (ebook) Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über abrufbar. Springer Vieweg Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2012 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die nicht ausdrücklich vom Urheberrechtsgesetz zugelassen ist, bedarf der vorherigen Zustimmung des Verlags. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Bearbeitungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Einspeicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Werk berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dass solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Springer Vieweg ist eine Marke von Springer DE. Springer DE ist Teil der Fachverlagsgruppe Springer Science+Business Media

4 Vorwort Anfang 1998 haben Herr Prof. Walter Eversheim und Herr Prof. Holger Luczak die erste Auflage des Buches Produktionsplanung und -steuerung. Grundlagen, Gestaltung und Konzepte, das auf Basis jahrelanger Arbeit des FIR an der RWTH Aachen entstanden ist, herausgegeben. Bewusst auf Anwendungsorientierung ausgerichtet, hat es sich schnell als Standardwerk der Produktionsplanung und -steuerung (PPS) nicht zuletzt auch für Betriebspraktiker etabliert, so dass schon wenig später eine zweite Auflage folgen konnte. Mit der dritten Auflage dieses Buches fast genau acht Jahre später, war ich besonders froh, als Direktor am FIR Herrn Prof. Luczak auch in der Herausgeberschaft dieses Buches nachfolgen zu dürfen. Als Herausgeber freut es mich besonders, dass sich die dritte Auflage als ebenso nützlich erweisen hat wie sein Vorgängerwerk. Mit der vorliegenden vierten Auflage ist dieses Werk nun erstmalig in zwei Bänden verfügbar. Außerdem haben wir die Herausgeberschaft durch Herrn Prof. Stich, Geschäftsführer des FIR an der RWTH Aachen, erweitert. Wir freuen uns sehr, damit praxisrelevante Fragestellungen, die durch die Wissenschaft untermauert zur Entwicklung des Aachener PPS-Modells hier am FIR geführt haben, noch besser repräsentieren zu können. Band 1 stellt den Kern des bewährten Aachener PPS-Modells dar und der zweite Band stellt aktuelle Trends des Produktionsmanagements heraus, denn die Thematik ist aktueller denn je: Das Produktionsmanagement bildet die Grundlage, Produktionssysteme und Wertschöpfungsnetzwerke auf die sich immer rasanter ändernden Rahmenbedingungen auszurichten. Vor diesem Hintergrund erlebt die Wertschätzung des Produktionsmanagements als Stabilisierungsfaktor nicht zuletzt bedingt durch die Finanzkrise eine eindrucksvolle Belebung. Der forschungsgeschichtlichen Evolution von der innerbetrieblichen PPS-Betrachtung hin zur Betrachtung globaler Wertschöpfungsnetzwerke wurde bereits in der dritten Auflage des Buches anschaulich Rechnung getragen, indem das Aachener PPS-Modell als Kernstück der ersten Auflage entsprechend erweitert und als Reaktion auf die Marktsituation um die Netzwerkperspektive ergänzt wurde.

5 Wir möchten allen Mitwirkenden unseren herzlichen Dank für ihren Erneuerungswillen aussprechen, auf dass auch der nächsten Forscher- und Praktikergeneration griffige Erklärungsmodelle und solide theoretische Grundlagen geboten werden können. Aachen, im Oktober 2011 Günther Schuh und Volker Stich

6 1 Einführung 2 Gestaltung der überbetrieblichen Produktionsplanung und -steuerung 2.1 Controlling in Lieferketten 2.2 PPS in temporären Produktionsnetzwerken des Maschinen- und Anlagenbaus 2.3 Best Practices des SCM in Kunden-Lieferanten-Beziehungen 3 Konzeptentwicklung 4 in der Produktionsplanung und -steuerung 3.1 Unternehmensübergreifende Materialkreislaufführung in Produktionskooperationen 3.2 Zeitdynamische Simulation in der Produktion 3.3 Gestaltung der PPS bei elektronischem Handel mit Produktionsleistungen 3.4 Selbststeuerung logistischer Prozesse mit Agentensystemen 3.5 PPS-Systeme als Bestandteil des Product Lifecycle Management 3.6 PPS bei flexiblen Arbeitszeiten 3.7 Unternehmensübergreifendes Bestandsmanagement Zusammenfassung und Ausblick

7 Inhaltsverzeichnis 1 Einführung... 3 von Günther Schuh, Volker Stich und Simone Runge 2 Gestaltung der überbetrieblichen Produktionsplanung und -steuerung Controlling in Lieferketten von Hans-Peter Wiendahl, Peter Nyhuis, Sebastian Bertsch und Michael Grigutsch Zielgrößen in Lieferketten Grundlagen des Controllings Kennzahlen für das Controlling Modellierung der Produktion Das Trichtermodell Durchlaufdiagramm Produktionskennlinien Produktionscontrolling Termineinhaltungskennlinie Auftrags-Controlling Ressourcen-Controlling Maßnahmenableitung Bestandscontrolling im Lager Controlling in der Lieferkette Einführung des Controllings Literatur Produktionsplanung und -steuerung (PPS) in temporären Produktionsnetzwerken des Maschinen- und Anlagenbaus von Stefan Cuber, Carsten Schmidt und Ulrich Brandenburg Temporäre Produktionsnetzwerke des Maschinenund Anlagenbaus Herausforderungen bei der Koordination temporärer Produktionsnetzwerke... 64

8 X Inhaltsverzeichnis Einheitlicher Datenstandard für den Maschinenund Anlagenbau Prozessstandard für die Auftragsabwicklung in temporären Produktionsnetzwerken Internetbasiertes Koordinationsinstrument Zusammenfassung Literatur Best Practices des SCM in Kunden-Lieferanten- Beziehungen von Jerome Quick, Stefan Cuber und Jan Helmig Ausgangssituation und Problemstellung Zielsetzung Modellierung eines Zielsystems für die Gestaltung der Kunden-Lieferanten-Schnittstelle aus Lieferantensicht Anforderungen an das Zielsystem Zielsystem für die Gestaltung der Kunden- Lieferanten-Schnittstelle Best Practices des SCM Quick Response Efficient Consumer Response Collaborative Planning, Forecasting and Replenishment Continuous Replenishment Consignment Inventory Management Vendor Managed Inventory Just in Time Anlieferung Just in Sequence Anlieferung Kanban Entwicklung eines Morphologischen Merkmalsschemas zur Beschreibung von Unternehmenstypen im Produktionsnetzwerk Bestimmung der Einflussgrößen des Lieferanten und der Kunden-Lieferanten-Schnittstelle Ableitung von Unternehmenstypologien Best Practices des SCM in der Anwendung Ermittlung der Wirkzusammenhänge zwischen Zielen und Best Practices des SCM Ermittlung der Restriktionen mittels Abgleichs von Unternehmenstypologien und Best Practices Aufwandsdeterminierende Faktoren für die Gestaltung der Kunden-Lieferanten-Schnittstelle Priorisierung und Auswahl von Best Practices des SCM für die Gestaltung der Kunden-Lieferanten-Schnittstelle Systematisierung des Entscheidungswegs Nutzenorientierte Relevanzermittlung von Best Practices Aufwandsorientierte Relevanzermittlung der Best Practices

9 Inhaltsverzeichnis XI Fallspezifische Auswahl von Best Practices Zusammenfassung und Ausblick Literatur Konzeptentwicklung in der Produktionsplanung und -steuerung Unternehmensübergreifende Materialkreislaufführung in Produktionskooperationen von Stefan Kompa, Niklas Hering und Christoph Meier Überblick Kreislauforientiertes Wirtschaften Situation in Produktionsbetrieben Aufbau und Betrieb der Kooperation Phasenschema Phase 1: Initiierung Phase 2: Partnersuche Phase 3: Konstituieren Phase 4: Management Phase 5: Rekonfiguration Fallbeispiel aus der Papierindustrie Initiierungsphase Partnersuche und Konstituierungsphase Management der Kooperation Zusammenfassung der Ergebnisse Zusammenfassung Literatur Zeitdynamische Simulation in der Produktion von Jan Helmig, Carsten Schmidt und Stefan Kompa Überblick Zielsetzung einer simulationsunterstützten PPS Organisatorischer Gestaltungsrahmen einer simulationsunterstützten PPS Aufgabenmodell einer simulationsunterstützten PPS Referenztypen der Auftragsabwicklung Prozessmodell der simulationsunterstützten PPS Konzeption einer integrierten Planungsunterstützung Strukturierung des Gestaltungsfeldes Systematik der integrierten Planungsumgebung Definition methodenbezogener Planungsmodule Adaption des Konzepts an konkrete Systemumgebungen Simulationsumgebung PPS-System

10 XII Inhaltsverzeichnis Anwendungserfahrung Charakterisierung des Anwenderunternehmens Ausgangssituation im Planungsprozess Erfahrungen aus der Pilotanwendung Fazit Literatur Gestaltung der PPS bei elektronischem Handel mit Produktionsleistungen von Jan Helmig, Carsten Schmidt und Stefan Kompa Einleitung Intermediäre für den Handel mit Produktionsleistungen Handelsobjekt Marktstruktur Transaktion Organisatorische Rahmenbedingungen Ziele der Planung und Steuerung Beschreibung des Handels mit Produktionsleistungen Gesamtmodell der intermediärangebundenen Produktionsplanung und -steuerung Flexibilisierungseffekte im Zuge des Handels mit Produktionsleistungen Planungshierarchische Implikationen der Flexibilisierungseffekte Aufgabenpartialmodell der IPPS Prozesspartialmodell der IPPS Funktionspartialmodelle der IPPS Datenpartialmodelle der IPPS Implementierung der intermediärangebunden Produktionsplanung und -steuerung Methodischer Ansatz Ausgestaltung der Implementierungsmethode Implementierung der intermediärangebunden Produktionsplanung und -steuerung bei einem mittelständischen Unternehmen des Anlagenbaus Zusammenfassung und Ausblick Literatur Selbststeuerung logistischer Prozesse mit Agentensystemen von Bernd Scholz-Reiter und Hartmut Höhns Überblick Selbststeuerung im Zusammenhang mit Produktionsplanung und -steuerung Ursprünge von Selbststeuerungskonzepten

11 Inhaltsverzeichnis XIII Selbststeuerung logistischer Prozesse Eine Definition Grundlagen der Softwareagenten Herkunft der Agententechnologie Definition und Merkmale von Softwareagenten Ausgewählte Grundlagen zu Anwendungen von Softwareagenten und Multiagentensystemen Konzeption und Entwicklung selbststeuernder logistischer Prozesse mit Agentensystemen Identifikation und Entwurf auf der Mikroebene im Bereich Produktion Abstrakter Entwurf und Konzeption auf der Makroebene Konzeption agentenorientierter IT-Systeme für das Supply Chain Management Anwendungsszenarien der Selbststeuerung logistischer Prozesse mit Agentensystemen Selbststeuerung in der Produktionslogistik Selbststeuerung in der Transportlogistik Selbststeuerung im Supply Chain Management Zusammenfassung Literatur PPS-Systeme als Bestandteil des Product Lifecycle Management von Wolfgang Boos und Eduardo Zancul Überblick Grundlagen des Product Lifecycle Management Ausgangssituation der betrieblichen Praxis Grundgedanke des Product Lifecycle Management IT-Unterstützung für das Product Lifecycle Management Evolution der Systeme für das Product Lifecycle Management Gestaltung einer integrierten PLM-Lösung IT-Funktionen des Product Lifecycle Management Übersicht integrierter Product Data Management Systeme Einsatz von PPS-Systemen zur Unterstützung eines ganzheitlichen Product Lifecycle Management PDM-Funktionen aus dem PPS-System Produktdatenverwaltung mit PLM-Systemen Potenziale zur Integration der Systeme Gestaltungsansatz für eine ganzheitliche PLM-Lösung Nutzenpotenziale der ganzheitlichen PLM-Lösung Integrierte Produkt- und Prozessentwicklung Unternehmensweite Wiederverwendung von Komponenten bzw. Informationen Änderungsmanagement im kompletten Lebenszyklus und in der erweiterten Logistikkette

12 XIV Inhaltsverzeichnis Fazit Literatur Produktionsplanung und -steuerung bei flexiblen Arbeitszeiten von Richard Schieferdecker Wenig Unterstützung für eine integrierte Personalressourcenplanung Konzeptentwicklung Modell arbeitszeitspezifischer Personalressourcenplanung Modell der Wirkungszusammenhänge Planung auf der Basis von Merkmalen flexibler Arbeitszeitmodelle Referenzmodell der integrierten Personalressourcenplanung Gestaltung unternehmens- und arbeitszeitmodellspezifischer Planungsmodelle Unternehmensspezifische Personalressourcenplanung ableiten Exemplarische Anwendung im Unternehmen Beurteilung des Konzepts und der Ergebnisse aus Sicht der Praxis Expertenbefragung Bewertung des Konzeptes Literatur Unternehmensübergreifendes Bestandsmanagement von Niklas Hering, Michael Schenk und Maik Schürmeyer Überblick Terminologie Bestandsmanagement Bestandsfunktionen Bestandskategorien und -arten Ziele und Zielkonflikte des Bestandsmanagements Ursachen und Auswirkungen falscher Bestände Bestandsmanagement-Konzept House of Stock Strukturierungsebene Planungs- und steuerungsebene Simulation und Controlling Ebene Zusammenfassung Literatur Zusammenfassung und Ausblick von Günther Schuh, Volker Stich und Simone Runge Sachverzeichnis

13 Autoren Bertsch, Sebastian, Dipl.-Wirt.-Ing. B Boos, Wolfgang, Dipl.-Ing. C Brandenburg, Ulrich, Dipl.-Wirt.-Ing. A Cuber, Stefan, Dipl.-Kfm. A Grigutsch, Michael, Dipl.-Wirt.-Ing. B Helmig, Jan, Dipl.-Ing. Dipl.-Wirt.-Ing. A Hering, Niklas, Dipl.-Wirt.-Ing. A Höhns, Hartmut, Dipl.-Ing. D Kompa, Stefan, Dipl.-Wirt.-Ing. A Meier, Christoph, Dipl.-Wirt.-Ing. A Nyhuis, Peter, Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. B Quick, Jerome, Dipl.-Ing. oec. A Runge, Simone, Dipl.-Math. A Schenk, Michael, Dipl.-Wirt.-Ing. A Schieferdecker, Richard, Dr.-Ing. E Schmidt, Carsten, Dr.-Ing. A Scholz-Reiter, Bernd, Prof. Dr.-Ing. D Schoth, Axel, Dipl.-Ing. A Schuh, Günther, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt. Ing. A Schürmeyer, Maik, Dipl.-Ing. A Stich, Volker, Prof. Dr.-Ing. A Wiendahl, Hans-Peter, Prof.em. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. B Zancul, Eduardo, M.Sc. C Autoren in alphabetischer Reihenfolge, Titel zur Zeit der Drucklegung, Institutszugehörigkeit zur Zeit der Manuskripterstellung A FIR e. V. an der RWTH Aachen. B IFA Institut für Fabrikanlagen und Logistik, Hannover. C Laboratorium für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre, Lehrstuhl für Produktionssystematik, RWTH Aachen. D BIBA Bremer Institut für Betriebstechnik und angewandte Arbeitswissenschaft, Universität Bremen. E Ingenieurbüro Richard Schieferdecker, Aachen.