Teilprojekt D1 Modellierung von Regenerationslieferketten

Die individuelle Gestaltung und Optimierung der Regenerationsprozesse stellt für Regenerationsdienstleister einen entscheidenden Erfolgsfaktor für die Erreichung der logistischen Ziele einer hohen Logistikleistung bei gleichzeitig niedrigen Logistikkosten dar. Das übergeordnete Ziel des Teilprojektes D1 ist daher die Erhöhung der Logistikperformance von Regenerationsprozessen durch Unterstützung bei der Konfiguration von Regenerationslieferketten mittels eines Bewertungsmodells.

MOTIVATION UND ZIELSETZUNG

Die Regenerationslieferkette beschreibt den Ablauf einer Produktregeneration ausgehend von der Demontage der Bauteile. Entlang der Regenerationslieferkette können zusätzlich Pool-Stufen vorgesehen werden, die weiteren Gestaltungsspielraum eröffnen.

Anbieter von Regenerationsdienstleistungen sehen sich einer Vielzahl von Möglichkeiten zur Konfiguration ihrer Regenerationslieferketten gegenüber. Auch wenn die Konfiguration zu einem gewissen Teil durch das Investitionsgut selbst sowie durch die für die Regeneration notwendigen Technologien definiert wird, verbleiben auf produktionslogistischer Seite Freiheitsgrade bzgl. der Kapazitätsbereitstellung, der Terminierungs- und Losgrößenberechnungsverfahren sowie der Steuerungs- und Bearbeitungsstrategien. Abhängig von der gewählten Konfiguration der Lieferkette sind Regenerationsdienstleister in der Lage, eine bestimmte Logistikleistung am Markt anzubieten. Diese Logistikleistung wird durch den Kunden über die Liefertermintreue sowie die angebotene Lieferzeit wahrgenommen. Wenngleich bereits eine Vielzahl von Modellansätze zur Beschreibung von Wirkzusammenhängen entlang industrieller Lieferketten vorliegen, existiert bislang kein Ansatz, der eine durchgängigen modellbasierte Beschreibung und somit individuelle Konfiguration von Regenerationslieferketten erlaubt. Es soll daher mittels mathematischer Funktionen zur Beschreibung der Wirkzusammenhänge zwischen Stell-, Regel- und Zielgrößen der einzelnen Elemente einer Regenerationslieferkette eine durchgehende modellbasierte Beschreibung und quantitative Bewertung beliebiger und in der Praxis gängiger Konfigurationen von Regenerationslieferketten hinsichtlich der erreichbaren Logistikleistung sowie der resultierenden Logistikkosten ermöglicht werden. Das entstehende Bewertungsmodell erlaubt Erkenntnisgewinne darüber, welche quantitativen Auswirkungen unterschiedliche Lieferkettenkonfigurationen auf die realisierbaren logistischen sowie monetären Zielgrößen haben.   

ERGEBNISSE

In der ersten Förderperiode wurden auf Basis Bayes’scher Netze Optimierungsansätze für die Kapazitätsplanung mit kurz-, mittel- und langfristigem Zeithorizont entwickelt. Diese ermöglichen auf Basis von bspw. Nutzungsdaten der Investitionsgüter präzisere Prognosen hinsichtlich zukünftig zu erwartender Regenerationsaufträge sowie der hieraus resultierenden Arbeitsbelastung. Ausgehend hiervon wurden in der zweiten Förderperiode bereits erste mathematische Modelle zur Beschreibung der Wirkzusammenhänge zwischen Gestaltungsoptionen, die der Kapazitäts- und Belastungsabstimmung zuzuschreiben sind, und der resultierenden Fehlteilsituation in der Remontage abgeleitet. Dabei wurde der Fokus auf einen mehrstufigen Prozess bestehend aus Aufbereitung, einer Poolstufe und der Remontage gelegt. Als Ergebnis wurde ein Bewertungsmodell entwickelt, das in Abhängigkeit der Auswahl der Poolingkomponenten und der Dimensionierung ihrer Poolbestände die Fehlteilsituation in der Remontage bewertet.

Die Regenerationslieferkette beschreibt den Ablauf einer Produktregeneration ausgehend von der Demontage der Bauteile. Entlang der Regenerationslieferkette können zusätzlich Pool-Stufen vorgesehen werden, die weiteren Gestaltungsspielraum eröffnen.

AKTUELLE ARBEITEN UND AUSBLICK

Um eine vollständige Bewertung von Lieferkettenkonfigurationen zu ermöglichen, werden im Laufe der dritten Förderperiode noch fehlende, für eine Regenerationslieferkette spezifischen Prozesselemente und deren mögliche Bearbeitungsstrategien und Steuerungsverfahren einer Beschreibung zugänglich gemacht. Darunter fallen bspw. Demontageprozesse, zusätzliche Poolstufen zur Auslastungsglättung und alternative Pooling-Strategien (Bestimmung der Anzahl und Zuordnung der Pooling Komponenten zu Regenerationsaufträgen) sowie der Prozess der Befundung. Die durchgängig vorhandene, modellbasierte Beschreibung erlaubt anschließend neben Aussagen zur Prozessfähigkeit (Lieferkettenstruktur und Planung) und zur Prozesssicherheit (Steuerung) auch die Bewertung der Auswirkungen von gestalterischen oder steuerungstechnischen Änderungen auf Logistikleistung und Logistikkosten, ohne auf aufwendige, anwendungsfallspezifische Simulationsstudien angewiesen zu sein. Die Ableitung zielorientierter Maßnahmen zur Konfiguration, individuellen Gestaltung und Steuerung von Regenerationslieferketten wird somit maßgeblich vereinfacht.


VERÖFFENTLICHUNGEN

Internationale wissenschaftliche Beiträge in Fachzeitschriften, begutachtet

  • Kuprat, T.; Nyhuis, P. (2016): Designing Capacity Synchronization within the Regeneration of Complex Capital GoodsIn: Universal Journal of Management 2016 (4(10)), S. 581
    DOI: 10.13189/ujm.2016.041008
  • Eickemeyer, S. C.; Herde, F.; Irudayaraj, P.; Nyhuis, P. (2014): Decision models for capacity planning in a regeneration environmentInternational Journal of Production Research 52 (23), S. 7007–7026
    DOI: 10.1080/00207543.2014.923122
  • Eickemeyer, S. C.; Borcherding, T.; Schäfer, S.; Nyhuis, P. (2013): Validation of data fusion as a method for forecasting the regeneration workload for complex capital goodsProd. Eng. Res. Devel. 7 (2-3), S. 131–139
    DOI: 10.1007/s11740-013-0444-8

Internationale Konferenzbeiträge, begutachtet

  • Lucht, T.; Kämpfer, T.; Nyhuis, P. (2019): Characterization of supply chains in the regeneration of complex capital goods.Dimitrov, D., Hagedorn-Hansen, D. und Leipzig, K. von (Hg.): International Conference on Competitive Manufacturing (COMA 19), 31 January-2 February 2019, Stellenbosch, South Africa. Knowledge valorization in the age of digitalization. S. 444–449.
  • Hoffmann, L.-S.; Kuprat, T.; Kellenbrink, C.; Schmidt, M.; Nyhuis, P. (2017): Priority based planning approaches for regeneration processesProcedia CIRP 2017 (59), 89-94
  • Kuprat, T.; Schmidt, M.; Nyhuis, P. (2016): Model-based analysis of reassembly processes within the regeneration of complex capital goodsIn: Procedia CIRP 2016 (55), S. 206
  • Eickemeyer, S. C.; Steinkamp, S.; Schuster, B.; Schäfer, S. (2014): From Fuzzy Maintenance, Repair and Overhaul Data to Reliable Capacity PlanningNew Production Technologies in Aerospace Industry Proceedings of the 4th Machining Innovations Conference, Hannover, September 2013: Springer International Publishing Switzerland 2014, S. 181–186
    DOI: 10.1007/978-3-319-01964-2_24
  • Kellenbrink, C.; Herde, F.; Eickemeyer, S. C.; Kuprat, T.; Nyhuis, P. (2014): Planning the Regeneration Processes of Complex Capital GoodsProcedia CIRP 24, S. 140–145
    DOI: 10.1016/j.procir.2014.08.001
  • Eickemeyer, S. C.; Nyhuis, P. (2010): Capacity Planning and Coordination with Fuzzy Load InformationThe Business Review, Cambridge 16 (1), S. 259–264

Nationale wissenschaftliche Beiträge in Fachzeitschriften, nicht begutachtet

  • Lucht T.; Schäfers, P.; Nyhuis, P. (2018): Durchgängige modellbasierte Bewertung von RegenerationslieferkettenZWF - Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb 113 (4), S. 220–224
    DOI: 10.3139/104.111893
  • Kuprat, T.; Burmeister, T.; Nyhuis, P. (2017): Bewertung von Gestaltungsoptionen in der RegenerationZWF - Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb 2017 (112) (6), 396-400
  • Kuprat, T.; Schmidt, M.; Nyhuis, P. (2016): Gestaltung von Regenerationslieferketten - Bewertung der Synchronität mithilfe des BereitsstellungsdiagrammesIn: ZWF - Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb 2016 (12), 809-812
  • Kuprat, T.; Nyhuis, P. (2015): Konfiguration von regenerationsspezifischen GestaltungsoptionenZeitschrift für den wirtschaftlichen Fabrikbetrieb 2015 (5) (110), S. 277–280
  • Eickemeyer, S. C.; Kruse, S.; Hübner, M.; Schäfer, S. (2013): Mathematische Modelle zur bedarfsgerechten KapazitätsplanungZWF 108 (07-08/2013), S. 552–555
  • Eickemeyer, S. C.; Busch, J.; Heinke, Y.; Goßmann, D. (2012): Verfügbarkeitsoptimierung in der KapazitätsplanungZWF 107 (12), S. 903–907
  • Eickemeyer, S. C.; Goßmann, D.; Wesebaum, S.; Nyhuis, P. (2012): Entwicklung einer Schadensbibliothek für die Regeneration komplexer InvestitionsgüterIndustrie Management 28 (2), S. 58–61
  • Eickemeyer, S. C.; Herde, F. (2012): Regeneration komplexer Investitionsgüter - Potenziale für Kapazitätsplanung und -steuerung sowie AuftragsannahmeZeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb 2012 (10), S. 761–765
  • Eickemeyer, S. C.; Doroudian, S.; Schäfer, S.; Nyhuis, P. (2011): Ein generisches Prozessmodell für die Regeneration komplexer InvestitionsgüterZWF 106 (11), S. 861–865
  • Eickemeyer, S. C.; Krüger, C.; Nyhuis, P. (2010): Kapazitätsplanung und -abstimmung bei unscharfen BelastungsinformationenZWF 105 (4), S. 323–327

Dissertationen

  • Kuprat T. (2018): Modellgestütztes Ersatzteilmanagement in der Regeneration komplexer InvstitionsgüterGarbsen: TEWISS Verlag
  • Eickemeyer, S.C. (2014): Kapazitätsplanung und -abstimmung für die Regeneration komplexer InvestitionsgüterLeibniz Universität Hannover, Garbsen: Berichte aus dem IFA
    ISBN: 978-3-944586-77-9
  • Berkholz, D. A. (2012): Grundmodell zur Kapazitäts- und Belastungsabstimmung eines Arbeitssystems in der RegenerationBerichte aus dem IFA, Garbsen 2012
    ISBN: 978-3-943104-60-8
Alle Veröffentlichungen des Sonderforschungsbereiches

TEILPROJEKTLEITER

Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Nyhuis

MITARBEITER

M. Sc. Torben Lucht
Adresse
An der Universität 2
30823 Garbsen
Adresse
An der Universität 2
30823 Garbsen
M. Sc. Tammo Heuer
Adresse
An der Universität 2
30823 Garbsen
Adresse
An der Universität 2
30823 Garbsen