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

  • 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
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TEILPROJEKTLEITER

Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Nyhuis

MITARBEITER

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