Vorlesung Grundlagen der computergestützten Produktion und Logistik W1332

Vorlesung Grundlagen der computergestützten Produktion und Logistik W1332 Fakultät für Wirtschaftswissenschaften W. Dangelmaier Inhalt 1. Einführung: Worum geht es hier? 2. System 3. Modell 4. Modellierung von Gegenständen 5. Strukturmodelle (Gebildestruktur) 6. Verhaltensmodelle (Prozessstruktur) 7. Produktion 8. Digitale Fabrik 9. Planung von Produktionssystemen 10. Wirtschaftlichkeitsrechnung 11. Prüfungen 1

Quelle: Abbildung 1.12, S.37 Einführung: Worum geht es hier? Beispiele für Vernetzungen Bürogeräte-Wartung (Siemens) Investitionsgüterverkauf ins Ausland (Knorr-Bremse) Herstellung von Haushaltstüchern (Vileda) Herstellung von Informationstechnologie (IBM) Herstellung von Bürogeräten (BDT-Zollner) 2

Quelle: Abbildung 1.4, S.20 Einführung: Worum geht es hier? Definition der Wirtschaftsinformatik Technik-, Verhaltens- und Kommunikationswissenschaften Wirtschaftsinformatik Informatik BWL 3

Wissenschaft, die sich mit der Beschreibung, Erklärung, Gestaltung und Vorhersage rechnergestützter Informationssysteme und deren Einsatz in Wirtschaft und Verwaltung befasst. Beschäftigt sich mit der zielgerichteten Gestaltung des Zusammenwirkens der Elemente von Informationssystemen gemäß ökonomischer Prinzipien und Kriterien. Spektrum der Tätigkeiten bei der Analyse und Gestaltung von Informationssystemen startet immer mit betriebswirtschaftlichen Fragestellungen und geht über Themen des Prozess- und Projektmanagements bis zur betriebswirtschaftlichen Beurteilung von IT-Alternativen. Einführung: Worum geht es hier? Wirtschaftsinformatik und angrenzende Disziplinen Technik Technik-, Verhaltens- und Kommunikationswissenschaften Daten Finanzen Wirtschaftsinformatik Daten Algorithmen Produktion Wirtschaft Kapital Algorithmen Informatik Betrieb Mensch - Maschine Material Betriebswirtschaft 4

Produkt Produkt: Es seien A T eine Attributenmenge eines gegebenen technischen Systems, Y T A T die Outputattributenmenge dieses Systems, y T mit y T Y T ein Attribut dieser Menge. Dann heißt eine von einem Unternehmen am Markt angebotene Leistung, die durch ihre spezifischen Attribute A p, A p Y T, a p A p und Funktionen F p, f p F p geeignet ist, konkrete Bedürfnisse von Nachfragen nutzbringend zu befriedigen, ein Produkt p: p A p, F p mit A p a p, F p f p (siehe auch Sabisch [HPW, 1440] Bei einem Produkt handelt es sich um ein sachliches Gut oder um eine Dienstleistung. Produktion Produktion: Das Zusammenwirken von Überführungsfunktion, Ergebnisfunktion und Markierungsfunktion in einem gegebenen technischen System p T zur Generierung eines Outputs, in dem Produkte eine nicht leere Teilmenge bilden, heißt eine Produktion f p mit f p f e p f m p, f ü p, f e p, F m p, f ü p F T. Einführung: Worum geht es hier? Produktionsfaktor Produktionsfaktor: Es sei A T die Attributenmenge eines gegebenen technischen Systems, x T A T die Inputattributenmenge dieses Systems, x T mit x T X T ein Attribut aus dieser Menge. Dann heißt ein Input, der durch seine spezifischen Attribute A r, A r x T, a r A r und Funktionen F r, f r F r geeignet ist, in einer Produktion f p zielführend mitzuwirken, ein Produktionsfaktor r f p : r f p A r, F r mit A r a r ; F r f r 5

Produktionssystem Produktionssystem: Die Betriebswirtschaft versteht unter einem Produktionssystem eine technisch, organisatorisch (und kostenseitig) selbständige Allokation von Produktionsfaktoren zu Produktionszwecken [HPW], Sp. 1557: Das im Bereich eines Produktiossystems ablaufende Geschehen ist ein mehrdimensionales Phänomen und wird mit der Bezeichnung Produktion(sprozess) belegt. Ein Produktionssystem besteht aus (elementaren) Arbeitssystemen, die die kleinste Einheit einer Kombination der Produktionsfaktoren Betriebsmittel und Arbeitskraft darstellen und eine oder mehrere Klassen von Transformationen durchführen können (in Anlehnung an Rosenberg). Kern definiert mehr am Systemgedanken orientiert: Ein ökonomisches System heißt ein Produktionssystem, wenn es innerhalb eines Zeitraumes aus Gütern besteht und Güter produziert und eine Umgebung besitzt, aus der es Güter entnehmen und an die es Güter abgeben kann [HPW], Sp. 1557. Einführung: Worum geht es hier? Wir wollen in der bisherigen Begriffswelt bleiben und definieren: Ein technisches System ist ein Produktionssystem, wenn es Produktionsfaktoren aus der Umwelt entnimmt aus Produktionsfaktoren besteht, die ein Sachsystem nter Ordnung bilden Produkte an die Umwelt abgibt. (zu Technisches System, Sachsystem siehe Ropohl) 6

Einführung: Worum geht es hier? 7

Einführung: Worum geht es hier? 8

Einführung: Worum geht es hier? 9

Einführung: Worum geht es hier? Flexibles Fertigungssystem 1. Hochregallager 2. Drehbare Spannplätze 3. Fahrerloses Fördersystem 4. Bearbeitungszentren 5. Entgratroboter 6. Waschmaschine 7. Messmaschine 8. Paletten- Speicherplätze 9. Werkzeuglager 10. Leitstand mit Leitrechner 10

Mauser-Werke Oberndorf GmbH Dreizeilige Lagerzone in Halle A Einführung: Worum geht es hier? Mauser-Werke Oberndorf GmbH Zweizeilige Lagerzone in Halle A und Anbau 11

Werkfoto Mauser-Werke Oberndorf GmbH Produktionslager mit FTS als Regalbediengerät Einführung: Worum geht es hier? Werkfoto Mauser-Werke Oberndorf GmbH Flexible Anlieferung von Werkzeugen, Material und Vorrichtungen an die Bearbeitungsstationen 12

Werkfoto Mauser-Werke Oberndorf GmbH Das FTS als flexible Verknüpfung zwischen Produktionslager und Bearbeitungsstationen Einführung: Worum geht es hier? Werkfoto Mauser-Werke Oberndorf GmbH Warenein- und -ausgang des Materialflusssystems 13

Einführung: Worum geht es hier? 14

Einführung: Worum geht es hier? 15

Anwendungssystem: Ein System, das alle Programme beinhaltet, die für ein bestimmtes betriebliches Aufgabengebiet entwickelt wurden und eingesetzt werden, inklusive der Technik (IT-Infrastruktur), auf der das Anwendungssystem läuft, und der Daten, die vom Anwendungssystem genutzt werden. Informationssystem: Ein System, das für die Zwecke eines Teils eines bestimmten Unternehmens entwickelt und implementiert bzw. in diesem Betrieb eingesetzt wird. Ein Informationssystem enthält die dafür notwendige Anwendungssoftware und Daten und ist in die Organisations-, Personal- und Technikstrukturen des Unternehmens eingebettet. Einführung: Worum geht es hier? Quelle: Abbildung 1.3, S.18 16

Anwendungssystem: Ein System, das alle Programme beinhaltet, die für ein bestimmtes betriebliches Aufgabengebiet (bspw. Rechnungswesen oder Personalwesen) entwickelt wurden und eingesetzt werden, inklusive der Technik (IT-Infrastruktur), auf der das Anwendungssystem läuft, und der Daten, die vom Anwendungssystem genutzt werden. Unternehmen setzen i.d.r. viele Anwendungssysteme parallel ein. Klassifizierung nach: Verschiedenen organisatorischen Ebenen (z.b. Management- oder Strategische Ebene) Funktion (z.b. Produktion oder Personalwesen) Einführung: Worum geht es hier: Typen von Anwendungssystemen Quelle: Abbildung 8.1, S.433 17

Einführung: Worum geht es hier: Beispiel Organigramm Einführung: Worum geht es hier: Vier Hauptarten von Anwendungssystemen (I) Führungsunterstützungssystem (FUS) oder Executive Support System (ESS) Strategische Ebene Managementinformationssystem (MIS) Managementebene Entscheidungsunterstützungssystem (EUS) oder Decision Support System (DSS) Managementebene Operative Systeme (Transaction Processing Systems) Operative Ebene 18

Einführung: Worum geht es hier: Vier Hauptarten von Anwendungssystemen (II) Quelle: Abbildung 8.2, S.435 Einführung: Worum geht es hier: Operative Systeme Operative Systeme: Anwendungssysteme, die die täglichen, für den Geschäftsbetrieb notwendigen Routinetransaktionen ausführen und aufzeichnen; diese Systeme werden auf der operativen Ebene eines Unternehmens eingesetzt. Informationseingabe: Transaktionen Ereignisse Aufbereitung: Listen erstellen, sortieren und zusammenführen von Informationen Aktualisieren Informationsausgabe: Detaillierte Berichte, Listen und Übersichten 19

Einführung: Worum geht es hier: Lohnbuchhaltung Quelle: Abbildung 8.3, S. 437 Einführung: Worum geht es hier: Managementinformationssysteme Managementinformationssysteme (MIS): Systeme auf der Managementebene eines Unternehmens, die durch die Bereitstellung von Standardübersichtsberichten sowie Berichten über Abweichungen der Planung, Kontrolle und Entscheidungsfindung dienen. Informationseingabe: Zusammenfassende Transaktionsdaten Einfache Modelle Aufbereitung: Standardberichte Einfache Modelle und Analysen Informationsausgabe: Zusammenfassungen Berichte über Ausnahmefälle 20

Einführung: Worum geht es hier: Zusammenspiel von MIS und operativen Systemen Quelle: Abbildung 8.5, S.438 Einführung: Worum geht es hier: Beispielbericht erstellt von einem MIS Quelle: Abbildung 8.6, S.439 21

Einführung: Worum geht es hier: Entscheidungsunterstützungssysteme Entscheidungsunterstützungssysteme (EUS) bzw. Decision Support Systems (DSS): Systeme auf der Managementebene von Unternehmen, die Daten mit ausgeklügelten analytischen Modellen oder Datenanalysewerkzeugen kombinieren, um schwach strukturierte oder unstrukturierte Entscheidungsfindungsprozesse zu unterstützen. Informationseingabe: Hochrelevante Daten aus für die Datenanalyse optimierten Datenbanken Analytische Modelle und Datenanalysewerkzeuge Aufbereitung: Interaktive Bearbeitung Simulationen und Analyse Informationsausgabe: Spezialberichte und Entscheidungsanalysen Antworten auf Abfragen Einführung: Worum geht es hier: Führungsunterstützungssysteme Führungsunterstützungssysteme (FUS) bzw. Executive Support Systems (ESS): Systeme auf der strategischen Ebene des Unternehmens, die die unstrukturierte Entscheidungsfindung durch erweiterte Grafik- und Kommunikationsfunktionen unterstützen sollen. Informationseingabe: Aggregierte Daten aus externen und internen Quellen Aufbereitung: Grafiken Simulationen Interaktive Bearbeitung Informationsausgabe: Vorhersagen Antworten auf Abfragen 22

Einführung: Worum geht es hier: Unterstützungssysteme für die Führungsebene (ESS) Quelle: Abbildung 8.8, S.441 Einführung: Worum geht es hier: Anwendungssysteme aus funktionaler Sicht Quelle: Abbildung 8.2, S.435 23

Einführung: Worum geht es hier: Vertriebsunterstützungssysteme Geeignete Kunden für Produkte und Dienstleistungen finden Entwicklung von Produkten und Dienstleistungen anhand der Anforderungen von Kunden Bewerben und Verkaufen von Produkte und Dienstleistungen Bereitstellung eines kontinuierlichen Services für den Kunden Beispiele: System Beschreibung Organisationsebene Auftragsbearbeitung Preisanalyse Zur Eingabe, Bearbeitung und Verfolgung von Aufträgen Zur Festlegung der Preise für Produkte und Dienstleistungen Operative Ebene Managementebene Umsatztrendvorhersage Zur langfristigen Planung von Gewinnen Stategische Ebene Quelle: Tabelle 8.2, S.442 Einführung: Worum geht es hier: 24

Einführung: Worum geht es hier: Produktionsplanungs- und Steuerungssysteme (PPS) Planung, Entwicklung und Wartung der Produktionseinrichtungen Materialbeschaffung und lagerung Verfügbarkeit von Produktionsmitteln Maschinenbelegung und Terminplanung Beispiele: System Beschreibung Organisationsebene Maschinensteuerung Produktionsplanung Produktionsstandortwahl Zur Steuerung von Maschinen und Ausrüstung Unterstützt Entscheidung darüber, wann und wie viele Produkte erzeugt werden Unterstützt Entscheidung darüber, wo neue Produktionsstätten entstehen Operative Ebene Managementebene Stategische Ebene Quelle: Tabelle 8.3, S.443 Einführung: Worum geht es hier: Überblick über ein Warensystem Quelle: Abbildung 8.9, S.444 25

Einführung: Worum geht es hier: Finanz- und Rechnungswesen Anwendungssysteme, die zur Verwaltung der finanziellen Vermögenswerte und der Ein- und Ausgaben einer Unternehmung dienen. Beispiele: System Beschreibung Organisationsebene Debitorensystem Zur Überwachung von Außenständen Operative Ebene Budgetierungssystem Zur Erstellung von aktuellen Budgets Managementebene Gewinnplanung Zur langfristigen Planung von Gewinnen Stategische Ebene Quelle: Tabelle 8.4, S.445 Einführung: Worum geht es hier: Personalwesen Suche nach potenziellen Mitarbeitern Pflege vollständiger Personaldaten für vorhandene Mitarbeiter Entwicklung von Maßnahmen zur Aus- und Weiterbildung und zur Förderung der Talente und Fähigkeiten der Mitarbeiter Planung des Arbeitsentgelts und der beruflichen Laufbahn der Mitarbeiter Beispiele: System Beschreibung Organisationsebene Schulung und Entwicklung Arbeitskostenanalyse Zum Verfolgen der Bewertungen von Schulungen, Fertigkeiten und Arbeitsleistung der Mitarbeiter Zur Überwachung von Umfang und Verteilung der Löhne, Gehälter und Sozialleistungen der Mitarbeiter Operative Ebene Managementebene Personalplanung Planung des langfristigen Personalbedarfs Strategische Ebene Quelle: Tabelle 8.5, S.446 26

Einführung: Worum geht es hier: Verwaltung Personalakten Quelle: Abbildung 8.10, S.446 1. Einführung: Worum geht es hier? Frage 1: Was ist der Unterschied zwischen Informations- und Anwendungssystemen? Frage 2: Geschäftsbedingungen im Wandel Erläutern Sie, warum Informationssysteme im heutigen Geschäftsleben so wichtig sind. Beschreiben Sie vier Trends im globalen geschäftlichen Umfeld, aufgrund derer Informationssysteme so stark an Bedeutung gewonnen haben. 27

1. Einführung: Worum geht es hier? Frage 3: Klassifizierung von Anwendungssystemen Anwendungssysteme werden nach organisatorischen Ebenen (z.b. Strategische Ebene) und nach Funktionen (z.b. Personalwesen) klassifiziert. Nachfolgend finden Sie eine Liste mit Vorgängen aus dem fiktiven Unternehmen Heller. Das Unternehmen Heller ist ein großer Zulieferer und stellt Scheinwerfer für namhafte Autobauer her. Ordnen Sie die unten aufgeführten Vorgänge den verschiedenen organisatorischen Ebenen und Funktionsbereichen von Heller zu. Nennen Sie zusätzlich jeweils die Art des Anwendungssystems, welches zur Unterstützung eines Vorgangs eingesetzt wird (z.b. Operatives System). a. Ein Großkunde schickt die Bestellung für den nächsten Monat per Email an Heller. Die für den Großkunden zuständige Sachbearbeiterin pflegt die Bestellung in das dafür vorgesehen Anwendungssystem ein und gibt die Bestellung an die Produktion weiter. b. Nachdem die Bonität des Kunden geprüft wurde, erfolgt die Herstellung der Scheinwerfer und die Auslieferung per LKW. 1. Einführung: Worum geht es hier? c. Nachdem der unterschriebene Lieferschein über die ausgelieferte Bestellung der Scheinwerfer bei Heller eingegangen ist, wird die Rechnung erstellt und per Post an den Großkunden verschickt. d. Die Forschungs- und Entwicklungsabteilung von Heller hat ein intelligentes Scheinwerfersystem entwickelt, das insbesondere die Kurven bei Nacht besser ausleuchtet, als die bisher eingesetzten Scheinwerfer. Um das neue Scheinwerfersystem bekannt zu machen, möchte das Management potentielle Kunden zu einer Präsentation der neuen Technologie einladen und benötigt eine Liste mit allen Kunden aus Deutschland, die Autos in der Luxusklasse bauen. e. Das neue Scheinwerfersystem ist auf positive Resonanz gestoßen. Zwei große deutsche Autobauer, möchten das Scheinwerfersystem ab dem nächsten Jahr in ihre Autos einbauen. Um einen ersten Überblick über die zu produzierenden Stückzahlen zu erhalten, führt das Management eine Prognose über die Absatzentwicklung in den nächsten fünf Jahren durch. f. Um die prognostizierte steigende Nachfrage nach dem neuen Scheinwerfersystem über die nächsten Jahre bedienen zu können, muss Heller einen neuen Produktionsstandort errichten. Dazu setzt das Management ein Anwendungssystem ein, dass für die zur Auswahl stehenden Standorte unterschiedliche Szenarien analysiert und damit eine wichtige Entscheidungsgrundlage erstellt. 28

1. Einführung: Worum geht es hier? g. Das neue Scheinwerfersystem wird teilweise die Produktion des bisher ausschließlich hergestellten Scheinwerfersystems ersetzen. In diesem Zusammenhang müssen die Budgets für die unterschiedlichen Abteilungen neu ermittelt werden (bspw. Marketing). h. Bei der Neueröffnung der Produktionsstätte werden nicht nur neue Mitarbeiter eingestellt, sondern insbesondere die Führungspositionen am neuen Standort werden mit bestehenden Mitarbeitern besetzt. In diesem Zusammenhang müssen einige Änderungen in die Datenbank eingepflegt werden (bspw. Adresse, Vertrag). 1. Einführung: Worum geht es hier? Sofern bei den unter a), b) und c) beschriebenen Vorgängen Anwendungssysteme zur Unterstützung eingesetzt werden, sind diese den operativen Systemen zuzuordnen. Der unter c) beschriebene Vorgang ist den Funktionsbereichen Vertrieb und Marketing zuzuordnen. Sofern bei den unter e) und f) beschriebenen Vorgängen Anwendungssysteme zur Unterstützung eingesetzt werden, sind diese den Führungsunterstützungssystemen (FUS) bzw. Executive Support Systems (ESS) zuzuordnen. Die unter d) und g) beschriebenen Vorgänge finden im mittleren Management statt. Der unter h) beschriebene Vorgang findet in den Funktionsbereichen Produktion und Personal statt. Richtig Falsch 29

1. Einführung: Worum geht es hier? Managementinformationssysteme werden hauptsächlich vom oberen Management eingesetzt, da diese Systeme sich insbesondere für die Prognose und Planung von Umsatz, Gewinn, Personal usw. eignen. Ein Anwendungssystem ist ein System, das alle Programme beinhaltet, die für ein bestimmtes betriebliches Aufgabengebiet entwickelt wurden, inklusive der Technik und der Daten, die das Anwendungssystem nutzt. Operative Systeme arbeiten mit aggregierten Daten und ermöglichen auf Basis dieser Daten die Simulation von verschiedenen Szenarien. Entscheidungsunterstützungssysteme arbeiten mit internen und externen Daten. Die Durchführung von Analysen und Simulationen (bspw. zur Preissetzung) erfolgt wegen der Komplexität und der Wichtigkeit für das Unternehmen nur auf der strategischen Managementebene. Richtig Falsch 1. Einführung: Worum geht es hier? Frage 4: Anwendungssysteme Bei einem Lohnbuchhaltungssystem handelt es sich typischerweise um ein operatives System. Managementinformationssysteme sind Systeme auf der Managementebene von Unternehmen, die Daten mit ausgeklügelten analytischen Modellen oder Datenanalysewerkzeugen kombinieren, um schwach strukturierte und unstrukturierte Entscheidungsfindungsprozesse zu unterstützen. In ein Führungsunterstützungssystem werden aggregierte Daten aus externen und internen Quellen eingegeben. Diese werden dann durch Grafiken, Simulationen und interaktive Bearbeitung aufbereitet. Typische Informationsausgaben aus einem solchen System sind Vorhersagen und Antworten auf Abfragen. Produktionsplanungs- und Steuerungssysteme sind typischerweise sowohl auf der operativen als auch auf der Managementebene zu finden. Auf der strategischen Ebene gibt es dagegen keine Produktionsplanungs- und Steuerungssysteme. Operative Systeme und Managementinformationssysteme sind stets getrennt voneinander zu betrachten. Ein Informationsaustausch zwischen diesen Systemen findet typischerweise nicht statt. Richtig Falsch 30