IT-gestützte Logistik

IT-gestützte Logistik

Iris Hausladen IT-gestützte Logistik Systeme Prozesse Anwendungen 3., aktualisierte und erweiterte Auflage

Iris Hausladen HHL Leipzig Graduate School of Management Leipzig, Deutschland ISBN 978-3-658-13079-4 DOI 10.1007/978-3-658-13080-0 ISBN 978-3-658-13080-0 (ebook) Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. Springer Gabler Springer Fachmedien Wiesbaden 2011, 2014, 2016 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 Warenzeichenund Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und daher von jedermann benutzt werden dürften. Der Verlag, die Autoren und die Herausgeber gehen davon aus, dass die Angaben und Informationen in diesem Werk zum Zeitpunkt der Veröffentlichung vollständig und korrekt sind. Weder der Verlag noch die Autoren oder die Herausgeber übernehmen, ausdrücklich oder implizit, Gewähr für den Inhalt des Werkes, etwaige Fehler oder Äußerungen. Lektorat: Susanne Kramer Gedruckt auf säurefreiem und chlorfrei gebleichtem Papier Springer Gabler ist Teil von Springer Nature Die eingetragene Gesellschaft ist Springer Fachmedien Wiesbaden GmbH

Vorwort zur 3. Auflage Vorwort zur 3. Auflage Digitalisierung, Industrie 4.0, Smart Factory oder Big Data stellen nur einen Auszug an Schlagworten und Konzepten im Kontext der 4. Industriellen Revolution und des Internet of Things dar. So vielfältig die genannten Ansätze hinsichtlich ihrer Inhalte und Definitionen auch sind, sie haben dennoch eines gemeinsam: sie wirken sich maßgeblich sowie nachhaltig auf die Logistik aus. Folgt man aktuellen Studien und Trendanalysen, dann werden zukünftig die gesamte Unternehmenslandschaft sowie weltweite Versorgungsnetzwerke in Abhängigkeit von Wirtschaftssektor und Unternehmensgröße einen mehr oder weniger starken, jedoch tendenziell sehr hohen Digitalisierungsgrad aufweisen. So spielen sich beispielsweise Maschine-zu-Maschine- wie auch Maschine-zu-Mensch-Kommunikation demnach im High-Tech-Umfeld ab. Für die IT-gestützte Logistik resultiert hieraus eine noch erfolgskritischere Rolle, da ihr die Koordination von Material-, Daten- und Informationsflüssen im digitalen Umfeld unter Nutzung intelligenter Technologien und Softwarelösungen obliegt. Diesen Entwicklungen wird in der 3. Auflage des Lehrbuches Rechnung getragen, so dass dem Themenfeld nun ein eigenes Teilkapital mit der Überschrift: Logistik im Zeitalter von Industrie 4.0 & Co. Logistics needs IT gewidmet ist. Wesentliche Konzepte werden mit ihren wichtigsten Basiselementen skizziert und hinsichtlich ihres Bezuges zur IT-gestützten Logistik diskutiert. Cyber-Physische Systeme, kurz CPS, bilden einen wichtigen Baustein der Industrie 4.0 und ergänzen deshalb in der Neuauflage die Technologieparadigmen im Abschnitt zu funktionsübergreifenden Informations- und Kommunikationstechnologien. Für die Unterstützung bei der Bearbeitung bedanke ich mich bei meinem wissenschaftlichen Mitarbeiter Herrn Norbert Weidner, M.Sc, bei unserer Team-Assistentin Frau Birgit Simmank sowie bei unserer studentischen Hilfskraft Herrn Simon Bernard. Leipzig, im Januar 2016 Iris Hausladen V

Vorwort zur 2. Auflage Vorwort zur 2. Auflage Der rasante Fortschritt in der Entwicklung innovativer Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) sowie die wachsende Nachfrage aus Wissenschaft und Praxis nach neuesten Erkenntnissen auf dem Gebiet der IT und Logistik sind Grund genug eine zweite Auflage des vorliegenden Buches zu veröffentlichen, die einige Erweiterungen sowie Überarbeitungen enthält. Speziell im Bereich der IKT wurde eine Untergliederung in funktionsbezogene sowie funktionsübergreifende Anwendungen vorgenommen. Letztere umfassen vor allem so genannte emerging technologies, wie sie beispielsweise serviceorientierte Architekturen, das Cloud Computing sowie die Business Intelligence darstellen. Das Kapitel zur IT-gestützten Beschaffungslogistik wurde neu gestaltet und die bisherige Differenzierung in Internet-based front-end sowie eprocurement-lösungen zugunsten einer Auflistung der Methoden, ausgehend von einem stärker strategischen hin zu einem primär operativen Charakter (z. B. Desktop Purchasing-Systeme), aufgegeben. Jedes Prozessfeld entlang der Supply Chain ist methodenspezifisch aufgearbeitet, wobei in der zweiten Auflage die Beschaffung nun den Ausgangspunkt bildet. Produktion, Lager, (Re-)Distribution sowie Instandhaltung folgen als IT-gestützte logistische Prozessbereiche nach, bevor auf die Supply Chain-übergreifenden Anwendungen als konzeptionelle wie technologische Klammer eingegangen wird. Basierend auf der aktuellen IKT-Entwicklung erfolgte ferner eine teilweise Neuzuordnung der Lösungen. So finden sich PPS- und APS-Systeme nun in der IT-gestützten Produktionslogistik wieder, darüber hinaus wurden Manufacturing Execution- Systeme sowie der Fertigungsleitstand zusätzlich aufgenommen. Aufgrund der Mächtigkeit aktuell am Markt vorhandener Softwarelösungen wanderte die Logistikplattform von der Distributionslogistik in den Kontext der Supply Chain-übergreifenden Anwendungen. Der Abschnitt Geschäftsprozessgestaltung wurde um den Aspekt der Geschäftsprozessmodellierung ergänzt und das Kapitel IT-gestützte Logistik und Nachhaltigkeit enthält ein neu vom Lehrstuhl entwickeltes Verfahren zur Beurteilung des Beitrages von emerging IT zur Verbesserung der Nachhaltigkeit von logistischen und Supply Chain-Prozessen. Zum guten Gelingen der zweiten Auflage haben meine wissenschaftlichen Mitarbeiter Herr Alexander Haas, M.Sc. und Herr Dipl.-Kfm. Andrej Lichtenberg, unsere Team- Assistentin Frau Birgit Simmank sowie unsere studentischen Hilfskräfte durch ihre engagierte Mitarbeit beigetragen, wofür ich mich herzlich bei ihnen bedanke. VI

Vorwort zur 2. Auflage Ein besonderer Dank geht an Frau Susanne Kramer vom Springer Gabler-Verlag für die sehr gute Betreuung und Zusammenarbeit. Leipzig, im Oktober 2013 Iris Hausladen VII

Vorwort zur 1. Auflage Vorwort zur 1. Auflage Weltumspannender Güterverkehr ist heutzutage in vielen Fällen an den Einsatz von intelligenten Informations- und Kommunikationstechnologien gebunden, um sowohl Material- als auch insbesondere die den Wertschöpfungsprozess begleitenden Informations- und Datenflüsse effektiv zu koordinieren. Konzentrierte sich die Logistik in ihren Ursprüngen vor allem auf die physische Komponente der raum-zeitlichen Gütertransformation, so kann heutzutage die zweite Säule das Informationsmanagement nicht mehr außer Acht gelassen werden. Trotz der inzwischen anerkannten Bedeutung der IT für die Logistik sind die Publikationen zu diesem speziellen Themenfeld jedoch nach wie vor relativ überschaubar. Dabei geht es den Theoretikern wie Praktikern der Disziplin IT-gestützte Logistik nicht um das Verkaufen von Informations- und Kommunikationstechnologien an den Kunden Unternehmen, sondern um die Erschließung von Nutzenpotenzialen sowie von Differenzierungsmöglichkeiten in hart umkämpften Märkten, sowohl aus Sicht der Industrie oder des Handels als auch aus der Perspektive der Logistikdienstleistung. Das vorliegende Lehrbuch versucht deshalb das Forschungs- und Praxisfeld der IT-gestützten Logistik unter besonderer Berücksichtung der entsprechenden Systeme, Prozesse und Anwendungen für Studierende wie auch für Praktiker handlungsorientiert aufzuarbeiten. Dabei steht nicht das Vermitteln reiner Theorie im Mittelpunkt, sondern das spannende Thema der Logistik mit IT wird ausgehend von der praktischen Anwendung, kombiniert mit der zum weiteren Verständnis erforderlichen theoretischen Basis, aufgearbeitet. Das Motto lautet: Von der Praxis in die Theorie und von der Wissenschaft in die Anwendung. Der Leser erhält stufenweise Einblick in die Grundlagen einer IT-gestützten Logistik, lernt die den Konzepten zugrunde liegenden Logistikprozesse sowie Technologien kennen und erfährt die Funktionsund Wirkungsweise sowie umsetzungsbezogenen Rahmenbedingungen wichtiger Anwendungen, die in globalen und vernetzten Logistiksystemen derzeit häufig zum Einsatz gelangen. Studierende können das Lehrbuch als Begleitlektüre zu themenspezifischen Vorlesungen wie auch zum gezielten Nachlesen ausgewählter Lösungen für eine durch Informations- und Kommunikationstechnologien gestützte Logistik nutzen. Da sukzessive in das Themenfeld Logistik und IT eingeführt wird, kann auch der interessierte Logistik-Laie dieses Buch zur Hand nehmen. Für den Praktiker bietet die Veröffentlichung die Möglichkeit, neue themenspezifische Erkenntnisse zu gewinnen und bereits vorhandene Konzept- und Methodenkenntnisse im konkreten Anwendungsbezug zu vertiefen. VIII

Vorwort zur 1. Auflage Mein Dank geht zunächst an die Heinz Nixdorf-Stiftung, die im Jahr 2007 den Heinz Nixdorf-Lehrstuhl für IT-gestützte Logistik an der HHL durch ihre finanzielle Unterstützung ins Leben gerufen und hierdurch meine Forschungs- und Projektaktivitäten auf diesem Gebiet erst möglich gemacht hat. Ein spezieller Dank geht an Frau Susanne Kramer und den Gabler Verlag für die Initiierung dieses Buchprojektes sowie für die umfassende Betreuung und die sehr gute Kooperation. Leipzig, im Oktober 2010 Iris Hausladen IX

Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis Vorwort... V 1 Grundlagen der IT-gestützten Logistik... 1 1.1 Babylonisches Sprachgewirr oder Logistik für Einsteiger... 2 1.2 Logistik im Zeitalter von Industrie 4.0 & Co. Logistics needs IT... 13 1.3 IT-gestützte Logistik oder 1+1 = 3... 21 2 IT-gestütztes Logistiksystem... 29 2.1 IT-gestützte Logistik als Geschäftsmodell?... 29 2.2 Strategiedefinition in der IT-gestützten Logistik... 34 2.3 Modellierung eines IT-gestützten Logistiksystems... 42 3 Informations- und Kommunikationstechnologien als Enabler... 53 3.1 Funktionsbezogene Informations- und Kommunikationstechnologien... 55 3.1.1 Lokalisierungs- und Identifikationstechnologien... 55 3.1.2 Mobile Kommunikation in der Logistik... 62 3.1.3 Elektronischer Datenaustausch... 66 3.2 Funktionsübergreifende Informations- und Kommunikationstechnologien.. 72 3.2.1 Architekturkonzepte... 72 3.2.2 Technologieparadigmen... 75 3.2.3 Analytikmethoden... 78 4 Prozesse und Anwendungen einer IT-gestützten Logistik... 85 4.1 IT-gestützte Logistik Prozesse und Anwendungen im Überblick... 86 4.2 IT-gestützte Beschaffungslogistik... 89 4.2.1 esupplier Relationship Management (esrm)... 90 4.2.2 Virtuelle/Elektronische Marktplätze... 94 4.2.3 etender und Online-Auktion... 100 4.2.4 Online-Shops und Webportale... 108 XI

Inhaltsverzeichnis 4.2.5 Online-Kataloge... 109 4.2.6 Desktop Purchasing-Systeme (DPS)... 112 4.3 IT-gestützte Produktionslogistik... 115 4.3.1 Produktionsplanungs- und -steuerungssysteme (PPS)... 116 4.3.2 Advanced Planning and Scheduling-Systeme (APS)... 120 4.3.3 Manufacturing Execution-Systeme (MES)... 123 4.3.4 Fertigungsleitstand... 124 4.3.5 Kanban/E-Kanban... 125 4.3.6 Just-in-Time und Just-in-Sequence... 133 4.3.7 Das Konzept der Digitalen Fabrik... 139 4.4 IT-gestützte Lagerlogistik... 143 4.4.1 econsignment... 144 4.4.2 Robogistics... 147 4.4.3 Virtuelles Warenlager... 150 4.4.4 Vendor Managed Inventory (VMI)... 155 4.4.5 MIS, LVS und WMS Lösungen für die Lagerlogistik... 161 4.4.6 Cross Docking... 168 4.5 IT-gestützte (Re-)Distributionslogistik... 170 4.5.1 Efficient Consumer Response (ECR)... 172 4.5.2 Collaborative Planning, Forecasting & Replenishment (CPFR)... 177 4.5.3 Customer Relationship Management (CRM)... 180 4.5.4 Routen- und Tourenplanung... 182 4.5.5 Tracking & Tracing... 186 4.5.6 Logistiklösungen für die letzte Meile... 190 4.5.7 Milkrun-Konzept... 195 4.6 IT-gestützte Instandhaltungslogistik... 198 4.6.1 Condition Monitoring-Systeme... 205 4.6.2 SCADA-Systeme... 207 4.6.3 Mobile Einsatzgeräte... 209 XII

Inhaltsverzeichnis 4.6.4 Teleservice/Ferndiagnose und -wartung... 211 4.6.5 CMMS-/IPS-Tools... 213 4.6.6 Integrierte Instandhaltungsplattform... 217 4.7 IT-gestützte Supply Chain-übergreifende Anwendungen... 219 4.7.1 Enterprise Resource Planning-Systeme (ERP)... 219 4.7.2 Logistikplattformen... 223 4.7.3 Supply Chain Management-Systeme... 226 4.7.4 Supply Chain Event Management-Systeme... 229 5 Geschäftsprozessgestaltung in der IT-gestützten Logistik... 235 5.1 Das E-Geschäftsprozessmanagement (E-GPM)... 237 5.2 Geschäftsprozessmodell im E-GPM... 245 5.3 Vorgehensmodell im E-GPM... 252 5.4 Geschäftsprozessmodellierung im E-GPM... 273 6 Handlungsleitende Kontextfaktoren IT-gestützter Logistik... 283 6.1 Sicherheitsaspekte IT-gestützter Logistik... 284 6.2 IT-gestützte Logistik und Nachhaltigkeit... 295 6.3 Nutzenbewertung IT-gestützter Logistik... 306 6.4 Controlling IT-gestützter Logistik... 322 Literaturverzeichnis... 333 Stichwortverzeichnis... 351 XIII