Technischer Entwurf für Simulationsstudien zur Flexibilitätsbewertung im Kontext der Produktionsprogrammplanung und Produktionsbedarfsplanung

Globale Megatrends wie z. B. digitale Transformation, Protektionismus, unstete Konjunkturentwicklungen sowie Ereignisse wie die Corona-Krise 2020 erfordern, Produktionssysteme binnen kürzester Zeit auf eine nicht prognostizierbare Zukunft vorzubereiten. Komplexe Analysen innerhalb kürzester Planungszeiträume durchführen zu können und ein angemessenes Maß an Flexibilität zu definieren, überschreitet die analytischen und kapazitiven Fähigkeiten der Verantwortlichen. Entsprechend erscheint eine simulativ unterstützte Durchführung von Planungsaufgaben der PPS notwendig.
Das Ziel der Arbeit ist die Entwicklung eines technischen Entwurfs für Simulationsstudien zur Flexibilitätsbewertung und weiterhin, die Grundlagen für ihre Implementierung in die Produktionsprogramm- (PPP) und die Produktionsbedarfsplanung (PBP) zu legen.
Mit fünf Flexibilitätstypen, die aus dem logistischen Zielsystem abgeleitet werden, wird es Planern und Betreibern von Produktionssystemen ermöglicht, die Ergebnisse der PPP und PBP um eine Bewertung ihrer Flexibilität zu erweitern. Hauptanforderungen an die Flexibilitätsbewertung sind eine zielorientierte Bewertung sowie die Abdeckung der Daten und Planungszeiträume, die der PPP und PBP zugrunde liegen. Bestehende Bewertungsverfahren unterstützen die PPP und PBP nur unzureichend. Dies ist auf die Vernachlässigung des „Faktors Mensch“ sowie die starke Abgrenzung auf Teilaspekte und somit auf eine unvollständige Betrachtung von Produktionssystemen zurückzuführen. Auch die Dynamik von Produktionssystemen wird nicht hinreichend präzise abgebildet und oftmals ist kein konkreter Zielbezug festzustellen.
In der Folge werden die logistische Kennlinientheorie nach Nyhuis und Wiendahl um Kennlinien der Flexibilität erweitert, Berechnungsvorschriften für die Flexibilität im Hinblick auf Durchlaufzeit, Termintreue, Menge, Bestand und Wirtschaftlichkeit abgeleitet und ein Simulationskonzept inkl. Datenarchitektur entwickelt, mit dessen Hilfe gängige PPS-Maßnahmen bewertet werden können. Mit Einführung des Begriffs der Blindflexibilität wird erstmalig ein Maß zur Bewertung verschwendeter Flexibilität erarbeitet, das direkt mit Ineffizienzen im Unternehmen in Verbindung gebracht werden kann.
Der erarbeitete Entwurf fördert ein tiefgreifendes Verständnis über Flexibilität sowie notwendiger Schritte zur Ermittlung von Kenngrößen über vorhandene Flexibilitätspotenziale von Produktionssystemen. Die Überführung vom technischen Entwurf inkl. Flexibilitätsbewertung in die PPP und PBP ist Anknüpfungspunkt für weiterführende Forschungsarbeiten.