Einsatz heuristischer Gestaltungsregeln in der Fabrikplanung zur Reduktion des Planungsaufwands
Final Report Abstract
Die industrielle Produktion unterliegt heutzutage sich stetig wandelnden Anforderungen. Neben der Globalisierung der Märkte und einer globalen Ressourcenverfügbarkeit führen besonders die Schnelllebigkeit von Technologien und Innovationen, dynamische Marktveränderungen, hohe Absatzschwankungen und kurze Produktlebenszyklen zu einer Komplexitätserhöhung der Fabriken und ihrer Anlagen. Die sich verändernden Wertschöpfungs-, Produktions- und Fabrikstrukturen erfordern einen Strukturwandel und damit eine hohe Wandlungsfähigkeit der Fabriken. Als Folge werden Unternehmen mit der Notwendigkeit konfrontiert, Fabrikplanungsprojekte immer schneller und in immer kürzer werdenden Planungszyklen durchführen zu müssen. Diesen Herausforderungen sind heutige Fabrikplanungsvorgehen nicht gewachsen, wodurch in der Praxis die Zeitziele in 60%, die Kostenziele sogar in mehr als 70% der Fälle überschritten werden. Eine Möglichkeit, die Zielerreichung in der Fabrikplanung zu verbessern, bietet der Einsatz von Heuristiken. Aus anderen Wissenschaftsdisziplinen ist bekannt, dass Heuristiken dazu geeignet sind, gute Ergebnisse bei gleichzeitig niedrigem Aufwand zu erzielen. Heuristiken werden heute bereits in der Fabrikplanung eingesetzt, jedoch geschieht dies meist nur in Einzelfällen sowie unsystematisch, sodass ihr volles Potenzial hinsichtlich Kosten- und Zeitersparnis nicht genutzt wird. Ziel des vorliegenden Forschungsprojekts ist es, eine ganzheitliche, methodisch konsistente Bewertungsmethodik zu schaffen, mit der der Nutzen von Heuristiken in der Fabrikplanung erfasst und beurteilt werden kann, um so die Zielerreichung in den Dimensionen Kosten und Zeit zu verbessern. Dazu wurde zunächst ein Typisierungsmodell erarbeitet, welches einen Schritt zur Systematisierung des Einsatzes von Heuristiken in der Fabrikplanung darstellt. Auf der Basis von allgemeinen Kriterien für die erfolgsversprechende Anwendung von Heuristiken wurden spezifische Charakteristika von Fabrikplanungsprojekten identifiziert, die im direkten Zusammenhang mit dem Erfolgspotenzial von Heuristiken hinsichtlich Kosten- und Zeitersparnis stehen. Das Ergebnis ist eine Morphologie, die es ermöglicht, das Potenzial von Heuristiken sowohl auf Projekt- als auch auf Aufgabenebene abzuschätzen. Im zweiten Schritt wurde ein Modell konzipiert, das es ermöglicht, Fabrikplanungsaufgaben anhand der Größen Aufwand, Nutzen und geforderte Genauigkeit zu charakterisieren, welche die Grundlage für die Anwendbarkeit von Heuristiken in der Fabrikplanung darstellen. In einem Vorgehensmodell wurde zusätzlich die Grundlage geschaffen, die Größen für eine Fabrikplanungsaufgabe zu verschiedenen Zeitpunkten im Projektveriauf zu bestimmen und diese dem Leistungsprofil potenzieller Methoden der Aufgabenbearbeitung gegenüberzustellen. Die Modelle schaffen die Basis für eine systematische Anwendung von Heuristiken zur Optimierung der Zielgrößen Zeit und Kosten innerhalb der Fabrikplanung. Künftige Arbeiten sollten sich vor allem mit der Vertiefung und Detaillierung des Ansatzes beschäftigen. So bieten sowohl die Bestimmung der Größen Aufwand und Nutzen noch Potenzial für vertiefende Analysen, für die die Arbeiten in diesem Projekt noch nicht abgeschlossen werden konnten, jedoch eine gute Basis geschaffen wurde. Darüber hinaus existiert für die verschiedenen Aufgaben der Fabrikplanung bisher kein umfassender Katalog an heuristischen Methoden, auf die der Planer zurückgreifen kann, dies ist vielmehr seinem Erfahrungswissen überiassen. Existiert ein solcher Katalog, können die Methoden im nächsten Schritt einer detaillierten Untersuchung unterzogen werden, deren Ziel die Erstellung von Leistungsprofilen ist. Diese Profile können dann mit den Anforderungsprofilen der Fabrikplanungsaufgabe in unterschiedlichen Stadien des Planungsprojekts verglichen und so die jeweils optimale Heuristik ausgewählt werden. Die Anwendung des entwickelten Modells und möglicher weiterer Arbeiten liegt in der praktischen Fabrikplanung, da bis heute noch kein Werkzeug existiert, dass den Planer umfassend bei der Auswahl der richtigen Heuristik unterstützt. Durch das erarbeitete Modell wurde die Grundlage einer Systematisierung geschaffen, die nun weiter zu detaillieren ist. So kann durch eine Methodenauswahl auf Basis des optimalen Kosten-Nutzen-Verhältnisses in Abhängigkeit des Planungszeitpunkts ein Beitrag zur Zielerreichung in der Fabrikplanung geleistet werden.
