Entwicklung eines datenbasierten Prozesses zur Steuerung der Auftrags- und Planungssysteme in der variantenreichen Serienproduktion unter Unsicherheit

Abstract

Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal zur Befriedigung der Kundennachfrage ist das Angebot eines hohen Individualisierungsgrades der Produkte. Als Konsequenz der zunehmenden Produktvielfalt steigt die Anzahl potentieller Kunden, jedoch sinkt das Produktionsvolumen pro Variante. Flexible und robuste Planungs- und Abwicklungssysteme sowie ein hohes Maß an Anpassungsfähigkeit sind daher essentiell. Mass Customization - maßgeschneiderte Massenfertigung - hat sich durch die Orientierung der Produktion an den tatsächlichen Kundenanforderungen als erfolgreiche Methode erwiesen, um die Herausforderungen eines dynamischen Umfeldes zu bewältigen und eine hohe Kundenzufriedenheit zu gewährleisten. Die Entwicklungen zu einem noch höheren Grad an Individualisierung oder Personalisierung sowie der zunehmende globale Wettbewerb erfordern von den Unternehmen Wandlungsfähigkeit und einen strategischen Umgang mit der auftretenden Komplexität und Dynamik. Eines der Ziele in der variantenreichen Serienproduktion ist es, möglichst effizient zu planen, um die richtige Ableitung des Materialbedarfes zu ermöglichen. Die Herausforderung besteht darin, möglichst frühzeitig zukünftige Kundenwünsche zu antizipieren. Das Konzept der Planaufträge kann dazu beitragen, die Stabilität über die Prozesskette zu erhöhen und Kundenwünsche zu antizipieren. Zur Erhöhung der Stabilität und der Flexibilität, sowie der intelligenteren Antizipation von zukünftigen Kundenbedarfen wird ein datenbasiertes System zur Steuerung der Planungs- und Abwicklungssysteme unter Anwendung des Konzeptes des Planauftrages entwickelt. In diesem Zusammenhang wird erforscht, ob datenbasierte Methoden trotz komplexer Umweltfaktoren und Unsicherheiten einen resilienten Prozess von der Planung des Materialbedarfes, über die Einplanung der Aufträge bis zur Zuordnung zu einem Kunden sicherstellen können und welche Verbesserung dieser Prozess im Gegensatz zu den aktuellen Verfahren aufweist. Im Rahmen der Arbeit werden daher, unter Berücksichtigung von Skalierungs- und Echtzeitprämissen, verschiedene datenbasierte Verfahren konzipiert und prototypisch implementiert. In diesem Zusammenhang wird ein Modul zur Generierung von vollständig spezifizierten und baubaren Produktkonfigurationen auf Basis von Vertriebs-, Entwicklungs- und Marktdaten, ein Modul zur optimalen Einplanung dieser Konfigurationsvorschläge unter Berücksichtigung von Material- und Kapazitätsgrenzen sowie ein Modul zur Zuordnung von realen Kundenaufträgen zu Planaufträgen algorithmisch entwickelt. Neben den genannten Modulen werden ein Kennzahlensystem zur Bewertung der Planaufträge und zur Validierung des Gesamtsystems sowie ein Rekalibrierungsalgorithmus zur permanenten Überwachung und Optimierung des Gesamtsystems konzipiert. Die Methode wurde im Rahmen von anwendungsnahen Praxisbeispielen der Dr. Ing. h.c. F. Porsche AG validiert. Im Zuge dessen konnte gezeigt werden, dass ein Prozess zur integrierten Steuerung der Planungs- und Abwicklungsprozesse geschaffen wurde, welcher mit den Herausforderungen einer dynamischen Umwelt umgehen und gleichzeitig die Berechnungskomplexität durch den Einsatz intelligenter datenbasierter Technologien adäquat abbilden kann. Der vorgestellte Ansatz zeigt somit seine Eignung für den praktischen Einsatz in der variantenreichen Serienproduktion.