InTerTrans Zwischenbericht
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Integrierte Terminierung und Transportplanung für komplexe Wertschöpfungsstrukturen Fördergeber: Verbundbericht zum Projektabschluss Förderkennzeichen aller Partner 4flow AG: 19G7017A, Fraunhofer IML: 19G7017B, Volkswagen AG: 19G7017C, Schenker AG: 19G7017D Die Verantwortung für die Veröffentlichung liegt beim Autor. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 2 Zusammenfassung Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie geförderte Forschungsprojekt Integrierte Terminierung und Transportplanung (InTerTans) hat von 2007 bis 2010 neue Methoden entwickelt, um die Transport- und Produktionsplanung miteinander zu verbinden. Durch eine Dynamisierung der Transportplanung und die Erweiterung der Auftragsterminierung um transportrelevante Kriterien sollten eine Auslastungserhöhung, weniger gefahrene Kilometer sowie die Verlagerung auf Schiene und Wasserwege erreicht werden. Neue Prozesse zur dynamischen Transportplanung und logistikintegrierten Produktionsreihenfolgeplanung wurden entwickelt, in einem Gesamtprozess verknüpft und in Workshops mit Industriepartnern validiert. Der Prozess wird durch Softwareprototypen unterstützt, die auf 4flow vista und OTD-NET basieren. 4flow vista, die Standardsoftware zur Logistikplanung der 4flow AG, war Grundlage für den Transportplanungsprototyp. Die Produktionssimulationsumgebung OTD-NET des Fraunhofer IML war Ausgangspunkt für den Terminierungsprototyp. Die Prototypen wurden über eine Schnittstelle verknüpft. Die Softwareprototypen wurden in Fallstudien bei den Praxispartnern DB Schenker und Volkswagen mit Realdaten zur Validierung der Prozesse verwendet. In OTD-NET durchgeführte Simulationsfallstudien unter Nutzung von Ergebnissen aus 4flow vista ergaben ein Verkehrsverlagerungspotenzial von der Straße auf die Schiene in der Distribution im zweistelligen Prozentbereich in der Distribution und im einstelligen Prozentbereich in der Beschaffung. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 3 Inhaltsverzeichnis Zusammenfassung 2 Inhaltsverzeichnis 3 Autorenverzeichnis 10 Vorwort 11 1 12 Kurzdarstellung des InTerTrans Projekts 1.1 Aufgabenstellung 12 1.1.1 Regelmäßige Überprüfung und Optimierung des Transportnetzwerks 12 1.1.2 Ganzheitliche Terminierung unter Berücksichtigung von Logistikanforderungen 13 2 1.2 Voraussetzungen, unter denen das Vorhaben durchgeführt wurde 1.2.1 Einordnung in den gesamtwirtschaftlichen Kontext 1.2.2 Ökologie und Umweltbewusstsein 1.2.3 Konsortium 13 13 14 15 1.3 Planung und Ablauf des Vorhabens 1.4 Stand der Wissenschaft und Technik zu Beginn des Projekts 1.4.1 Transportplanung 1.4.2 Produktionsplanung 1.4.3 Integrierte Transportplanung und Terminierung 16 16 16 18 20 1.5 Aktuelle Erkenntnisse in der Produktions- und Transportplanung 1.5.1 Erkenntnisse aus aktuellen Projekten 20 22 1.6 Zusammenarbeit mit anderen Stellen Eingehende Darstellung der Projektergebnisse 2.1 AP 1: Stand der Wissenschaft und Technik 2.1.1 Zielsetzung 2.1.2 Methodik 2.1.3 Ergebnisse 24 25 25 25 25 25 2.2 AP 2: Dynamische Transportplanung 32 2.2.1 AP 2.1: Anforderungen an eine iterative Überplanung 32 2.2.2 AP 2.2: Definition von Prozessen für die Überplanung und Aktualisierung der Transportstrukturen 37 2.3 AP 3: Transportgerechte Auftragsterminierung 2.3.1 AP 3.1: Anforderungen aus Transportnetzen an die Terminierung 2.3.2 AP 3.2: Eingangsgrößen aus Transportnetzen für die Terminierung 2.3.3 AP 3.3: Neue Prozesse der Terminierung 2.3.4 Bedeutung der Ergebnisse für InTerTrans 48 48 63 64 82 2.4 AP 4: Integrierte Transportplanung und Auftragsterminierung 82 2.4.1 AP 4.1: Integriertes Konzept und Vorgehensmodell für Transportplanung und Terminierung 82 2.4.2 AP 4.2: Kennzahlensystem 97 2.4.3 AP 4.3: Stufenkonzept zur Umsetzung 103 2.5 AP 5: Softwareprototypen 2.5.1 AP 5.1: Transportplanungsprototyp 107 107 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 2.5.2 2.5.3 AP 5.2: Terminierungsprototyp AP 5.3: Integrierte Lösung 4 118 132 2.6 AP 6: Fallstudien 2.6.1 AP 6.1: Fallstudie mit Schwerpunkt Transportplanung 2.6.2 AP 6.2: Fallstudie mit Schwerpunkt Terminierung 2.6.3 AP 6.3: Fallstudie mit Schwerpunkt integrierte Lösung 134 141 152 168 2.7 AP 7: Öffentlichkeitsarbeit, Verwertung und Vermarktung 2.8 AP 8: Projektleitung und Koordination 2.9 Diskussion der Ergebnisse 3 Weitere Informationen 175 178 180 181 3.1 Wichtige Positionen des zahlenmäßigen Nachweises 3.2 Notwendigkeit und Angemessenheit der geleisteten Arbeit 3.2.1 Prozesse 3.2.2 Prototyp 3.2.3 Fallstudie 181 181 181 181 182 3.3 Voraussichtlicher Nutzen und Verwertbarkeit des Ergebnisses 3.3.1 4flow AG 3.3.2 Fraunhofer IML 3.3.3 Volkswagen AG 3.3.4 DB Schenker 182 183 184 184 185 3.4 Fortschritte bei anderen Stellen 3.5 Erfolgte und geplante Veröffentlichungen des Ergebnisses 4 Glossar 186 186 187 5 Quellen 188 6 Anhang 192 6.1 Projektplan InTerTrans 6.2 Argumentationsbilanzen der Verkehrsträger 6.2.1 Einzelwagen 6.2.2 Ganzzug 6.2.3 Binnenschiff 6.2.4 Flugzeug 192 193 193 193 194 194 6.3 Kennzahlendefinitionen 194 6.4 Gesamtprozess 195 6.5 Schnittstellen im Gesamtprozess 195 6.6 XML-Schnittstelle 200 6.7 AP 3: Organisationseinheiten und ihre Teilprozesse im Zusammenspiel mit einem VTTM 212 6.7.1 Vertrieb und Handel 212 6.7.2 Handel: Datenbedarfe und Aktivitäten 212 6.7.3 Werk- und Fahrzeugsteuerung 213 6.7.4 Logistik 219 6.7.5 Logistik Werk 220 6.7.6 Werk 220 6.7.7 Einkauf 221 6.7.8 Konstruktion, Logistik und Vertrieb 224 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 5 Abbildungsverzeichnis Abbildung 1: Distributionsketten in der Automobilindustrie .................................................... 18 Abbildung 2: Kriterien zur Verkehrsträgerbewertung .............................................................. 26 Abbildung 3: Argumentationsbilanz Lkw ................................................................................. 26 Abbildung 4: Konzepte der Beschaffung und Distribution ........................................................ 27 Abbildung 5: Generischer Transportplanungsprozess (vgl. Wendt et al. 2006) ......................... 28 Abbildung 6: Einbindung des Zielsystems in das InTerTrans Projekt ......................................... 30 Abbildung 7: Übersicht des integrierten Zielsystems ............................................................... 31 Abbildung 8: Grundsätze ordnungsgemäßer Modellierung (vgl. Becker 1995) ......................... 33 Abbildung 9: Einflussgrößen auf den Planungsprozess ............................................................ 36 Abbildung 10: VTTM als Plattform für Informationsaustausch ................................................. 39 Abbildung 11: Überblick über die taktische Transportplanung ................................................. 40 Abbildung 12: Anstoß der taktischen Transportplanung .......................................................... 41 Abbildung 13: Taktische Transportplanung ............................................................................. 42 Abbildung 14: LDL-Transportplanungsprozesse auf Basis einer Transportvorschau .................. 43 Abbildung 15: Planungsaufgaben und Planungsdimensionen des LDL...................................... 44 Abbildung 16: Planungsfälle .................................................................................................... 45 Abbildung 17: Minimaler Planungsvorlauf für Straßen- und Schienenverkehr.......................... 46 Abbildung 18: Direktrelation ................................................................................................... 49 Abbildung 19: Gebietsspediteurkonzept.................................................................................. 50 Abbildung 20: Milkrun-Konzept............................................................................................... 51 Abbildung 21: Transportketten in der Fertigfahrzeugdistribution(vgl. Gudehus 2005) ............. 59 Abbildung 22: Unterordnung von AP 3.2 in InTerTrans ............................................................ 63 Abbildung 23: Logistikparameter für die Produktionsplanung ................................................. 64 Abbildung 24: Organisationseinheiten des OEM mit Zugriff auf das VTTM ............................... 65 Abbildung 25: VTTM als zentraler Informationszugriffspunkt mit Schnittstellen zu bestehender Systeminfrastruktur ................................................................................................................ 66 Abbildung 26: Auszug aus der Informationsbasis und Funktionen des VTTM ........................... 67 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 6 Abbildung 27: Übersichtsbild Terminierungsprozess ............................................................... 69 Abbildung 28: Detailprozess Lastdefinition .............................................................................. 70 Abbildung 29: Detailprozess Logistikorientierte Werkszuordnung & Grobsequenzbildung ....... 71 Abbildung 30: Änderung des Einplanungsintervalls über die Zeit ............................................. 72 Abbildung 31: Herleitung des Einplanungsintervalls ................................................................ 76 Abbildung 32: Vorgehen in AP 4.1 ........................................................................................... 84 Abbildung 33: Planungsprozesse und Schnittstellen ................................................................ 85 Abbildung 34: Informationen im VTTM ................................................................................... 86 Abbildung 35: VTTM als Plattform für Informationsaustausch ................................................. 87 Abbildung 36: OEM-Produktionsplanung................................................................................. 89 Abbildung 37: OEM-Transportplanung .................................................................................... 91 Abbildung 38: LDL-Transportplanung ...................................................................................... 92 Abbildung 39: Logistikparameter für die Terminierung ............................................................ 93 Abbildung 40: Kennzahlenentwicklung im Spannungsfeld zwischen Kosten und Emission ....... 98 Abbildung 41: Zusammenhang zwischen Zielsystem und Kennzahlen ...................................... 99 Abbildung 42: Dreistufige Zielkaskade ................................................................................... 101 Abbildung 43: InTerTrans-Stufenkonzept .............................................................................. 103 Abbildung 44: Ansätze zur Ausweitung des InTerTrans-Konzeptes......................................... 106 Abbildung 45: Transportvolumina auf dem Hauptlauf einer Gebietsspedition ....................... 110 Abbildung 46: Anstieg der Logistikkosten ohne (links) und mit dynamischer Transportplanung (rechts) ................................................................................................................................. 110 Abbildung 47: Assistent für periodische Planung ................................................................... 111 Abbildung 48: Vorschlag von Kapazitäten in periodisierten Netzwerken ................................ 112 Abbildung 49: Vergleich der Analysetypen ............................................................................ 113 Abbildung 50: Beispiel einer Verlaufsanalyse ........................................................................ 113 Abbildung 51: Kostenvergleich je Relation............................................................................. 114 Abbildung 52: Vergleich des Durchsatzes mit der zuvor vereinbarten Kapazität .................... 115 Abbildung 53: Modal-Split-Analyse ....................................................................................... 116 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 7 Abbildung 54: Sankey-Analyse auf dreistelligen Postleitzahlgebieten .................................... 117 Abbildung 55: Module des Terminierungsprototyps im Gesamtprozess ................................ 119 Abbildung 56: Modellbausteine der Distribution in OTD-NET ................................................ 120 Abbildung 57: Stücklistenregeln im Softwareprototyp ........................................................... 123 Abbildung 58: Zeitliche Gültigkeiten der Restriktionen für die Sequenzierung ....................... 125 Abbildung 59: Ergebnissequenz mit Restriktionsverstößen (Darstellung im Prototyp) ........... 127 Abbildung 60: Heuristik zur Primärsequenzierung ................................................................. 129 Abbildung 61: Ablaufschema des integrierten Prototyps ....................................................... 132 Abbildung 62: Übersicht über das Vorgehen in der Fallstudie ................................................ 134 Abbildung 63: Fallstudienwerk Zwickau mit den Fahrzeugmodellen Golf und Passat ............. 135 Abbildung 64: Golf und Passat............................................................................................... 135 Abbildung 65: Übersicht Teilfallstudien ................................................................................. 136 Abbildung 66: Basis-Kennzahlen des Bewertungskonzeptes mit beispielhaftem Soll-IstVergleich............................................................................................................................... 137 Abbildung 67: Übersicht über Planungsprozessketten ........................................................... 137 Abbildung 68: Transportmengen der Hauptläufe aus einer Gebietsspedition zum Werk Zwickau ............................................................................................................................................. 139 Abbildung 69: Auslastung der Zugrelationen im Zwischenwerkverkehr zum Werk Zwickau ... 139 Abbildung 70: Abrufe für Güterwagen zur Fahrzeugdistribution ............................................ 140 Abbildung 71: Status Quo und Potenzial je Transportsegment und Ziel des Projektträgers .... 140 Abbildung 72: Ansätze der Fallstudie AP 6.1 mit deren Wirkung auf die InTerTrans-Ziele ...... 142 Abbildung 73: Ausgangs- und InTerTrans-Szenario der dynamischen Transportplanung in der Fahrzeugdistribution ............................................................................................................. 143 Abbildung 74: Tagesfeine Transportmengenschwankungen je Ziel ........................................ 144 Abbildung 75: Transportkonzept je Relation im Status Quo ................................................... 144 Abbildung 76: Anzahl Sonderzüge pro Tag pro Ziel ................................................................ 145 Abbildung 77: Transportkonzept je Relation im InTerTrans-Szenario ..................................... 146 Abbildung 78: Effekte der dynamischen Transportplanung in der Distribution ...................... 147 Abbildung 79: Ausgangs- und InTerTrans-Szenario der dynamischen Transportplanung in der (getakteten) Zulieferlogistik .................................................................................................. 148 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 8 Abbildung 80: Entwicklung der Transportmengen zufällig ausgewählter Zulieferer im Zeitablauf ............................................................................................................................................. 148 Abbildung 81: Effekte der dynamischen Transportplanung auf die getaktete Beschaffungslogistik.............................................................................................................. 150 Abbildung 82: Güterwagen Sgkkms, Bauart 698 mit 2 Jumbo-Wechselbehältern................... 151 Abbildung 83: Transportmengen im Hauptlauf von Crossdock zum Werk je Kalenderwoche . 151 Abbildung 84: Effekte der Integration der Crossdock-Hauptläufe in das Zugsystem des Zwischenwerkverkehrs.......................................................................................................... 152 Abbildung 85: Ansätze und Lösungsansätze der Fallstudie AP 6.2 mit deren Wirkung auf die InTerTrans-Ziele .................................................................................................................... 153 Abbildung 86: Schwankendes Produktionsvolumen mit schwankenden Teilebedarfen .......... 154 Abbildung 87: Ausbreitung schwankender Produktionsbedarfe in der Supply Chain .............. 154 Abbildung 88: Nivelliertes und geglättetes Produktionsprogramm (schematisch) .................. 155 Abbildung 89: Anteil je Modellklasse A und B am frachtpflichtigen Gewicht .......................... 155 Abbildung 90: „Nivellierungsgewicht“ bezogen auf das gesamte frachtpflichtige Gewicht ..... 156 Abbildung 91: Durchschnittliche Entfernung je Lieferantengruppe ........................................ 156 Abbildung 92: Durchschnittliche Anzahl an Transporten pro Woche je Lieferantengruppe 157 Abbildung 93: Anteil der Lieferanten je Nivellierungs- und Glättungsgruppe bezogen auf die Gesamtanzahl Lieferanten (Experiment) ............................................................................... 157 Abbildung 94: Schnittstelle Volkswagen System-Welt mit OTD-NET ...................................... 158 Abbildung 95: Heutige Programmplanung vs. Nivellierung und Glättung für Modellklasse A . 158 Abbildung 96: Heutige Programmplanung vs. Nivellierung und Glättung für Modellklasse B . 159 Abbildung 97: Heutige Programmplanung vs. Nivellierung und Glättung für Modellklassen A und B .................................................................................................................................... 159 Abbildung 98: Auswirkung auf programmbedingte Teilebedarfe für die abgebildeten Komplettladungsumfänge ..................................................................................................... 160 Abbildung 99: Auswirkungen auf programmbedingte Teilebedarfe für die abgebildeten Komplettladungsumfänge ..................................................................................................... 160 Abbildung 100: Teilebedarfe auf dem Hauptlauf vom Cross-Dock zu den Werken ................. 161 Abbildung 101: Effekte der Nivellierung und Glättung im Produktionsprogramm .................. 162 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 9 Abbildung 102: Wechselwirkung zwischen Produktionsprogramm und Versand pro Land ..... 163 Abbildung 103: Einfluss der Produktion auf die Distribution .................................................. 163 Abbildung 104: Anforderungen und Maßnahmen der Distributionslogistik............................ 164 Abbildung 105: Anwendung der Lösungsprinzipien in der Distributionslogistik ...................... 164 Abbildung 106: Ladungsbildungszeiten ................................................................................. 166 Abbildung 107: Simulierte Durchlaufzeiten bei schiffssynchroner Hafenanlieferung .............. 167 Abbildung 108: Prozessablauf der integrierten Fallstudie ...................................................... 168 Abbildung 109: Ansatzpunkt und Lösungsansätze der Fallstudie AP 6.3 mit deren Wirkung auf die InTerTrans-Ziele .............................................................................................................. 169 Abbildung 110: Lösungsansatz integrierte Beschaffungslogistik............................................. 170 Abbildung 111: Effekte der integrierten Terminierung und Transportplanung in der Beschaffung (AP 6.3) ............................................................................................................. 171 Abbildung 112: Lösungsansatz integrierte Distributionslogistik ............................................. 172 Abbildung 113:Lösungsansatz Distributionslogistik Arbeitspaket 6.3 ..................................... 172 Abbildung 114: Effekte der integrierten Terminierung und Transportplanung in der Distribution ............................................................................................................................................. 174 Abbildung 115: Vergleich der Basis-Kennzahlen der einzelnen Arbeitspakete ........................ 174 Abbildung 116: Internet-Auftritt des InTerTrans-Projekts ...................................................... 176 Abbildung 117: Das InTerTrans-Logo ..................................................................................... 176 Abbildung 118: InTerTrans-Sharepoint .................................................................................. 179 Abbildung 119: Argumentationsbilanz Einzelwaggon ............................................................ 193 Abbildung 120: Argumentationsbilanz Ganzzug..................................................................... 193 Abbildung 121: Argumentationsbilanz Binnenschiff .............................................................. 194 Abbildung 122: Argumentationsbilanz Flugzeug .................................................................... 194 Abbildung 123: Schaubild Gesamtprozess ............................................................................. 195 Abbildung 124: Restriktionsherleitung aus Einplanungszeiträumen ....................................... 215 Abbildung 125: Relevante Parameter einer Relation ............................................................. 218 Abbildung 126: Prozess des Vorgehensmodells ..................................................................... 223 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 10 Autorenverzeichnis Redaktion: Felix Zesch Autoren der Projektpartner: 4flow AG: Kati Kasper-Brauer, Felix Zesch Fraunhofer IML: Marco Motta, Christian Schwede, Axel Wagenitz, Claus Reeker, Klaus Liebler, Jan-Christoph Maaß, Christian Engmann, Stephanie Siu-Ling Schneider, Thomas Pauli Schenker AG: Meino Preuß Volkswagen AG: Jochen Kemper, Ansgar Hermes, Michael Marr TU Wien: Markus Florian InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 11 Vorwort Das Projekt InTerTrans (Integrierte Terminierung und Transportplanung) hat sich auf die Realisierung effizienter Transportprozesse in der Automobilindustrie konzentriert. Durch eine Dynamisierung der Transportplanung und die Erweiterung der Auftragsterminierung um transportrelevante Kriterien sollten eine Auslastungserhöhung, weniger gefahrene Kilometer sowie die Verlagerung auf Schiene und Wasserwege erreicht werden. Ansatz für die Erreichung dieser Ziele war die Erkenntnis, dass sowohl die heutige Transportplanung als auch die Auftragsterminierung in der Produktion nicht in ausreichendem Maße die Dynamik der Planungsgrundlagen berücksichtigt. Zudem finden beide Planungen in einem hohen Maße voneinander unabhängig statt und die Anforderungen der Transportplanung gehen nur in einem sehr begrenzten Maße in die Produktionsplanung ein. Die langfristige Transportplanung bestimmt Transportstrukturen für einen Zeitraum von ein bis zwei Jahren. Aufgrund der Dynamik des Umfeldes sind diese Strukturen rasch ineffizient, zum Beispiel bewirken Volumenverschiebungen eine Abweichung von geplanten Auslastungen. Im kurzfristigen Horizont bestimmt die Terminierung der Produktionsaufträge die notwendigen Transporte. Jedoch wird die Terminierung im Tages- bis Wochenhorizont ausschließlich nach produktionsrelevanten Kriterien wie Kapazitätsauslastung der Werke und Beständen und somit unabhängig von Zuliefer- und Distributionsprozessen optimiert. Dies führt zu ineffizienten Transportprozessen sowie dazu, dass die notwendige Flexibilität durch die Nutzung von Lkw sichergestellt wird, wodurch ein geringer Anteil auf den Schienen- und Schiffsverkehr entfällt. Diese Herausforderungen wurden durch die Konzeption einer dynamisierten Transportplanung sowie einer transportgerechten Auftragsterminierung und deren Umsetzung in einer integrierten Planungsumgebung im Rahmen des Projekts InTerTrans angegangen. Das Forschungsprojekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie, der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft und der europäischen Forschungsinitiative EUREKA unterstützt. Zum Abschluss des Projekts legt das InTerTrans-Konsortium dem Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie diesen Verbundbericht vor. Prof. Dr.-Ing. habil. Christian Butz 4flow AG Projektleitung Berlin, im Juli 2011 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 1 Kurzdarstellung des InTerTrans Projekts 1.1 Aufgabenstellung 12 Aufgrund der EU-Osterweiterung und weiterhin zunehmender Globalisierung ist in Deutschland und Österreich längerfristig mit einem Wachstum der Logistikbranche von 6 % pro Jahr und daher mit einer starken Zunahme des zu bewältigenden Verkehrsaufkommens zu rechnen. Zuliefer- und Distributionsnetzwerke sind in einer globalen Wirtschaft stärker räumlich verteilt. Eine steigende Konzentration auf Kernkompetenzen der Automobilhersteller führt zu einer vermehrten Anzahl an zu koordinierenden Wertschöpfungspartnern.1 Hohe Kundenindividualität der Produkte und kurze Produktlebenszyklen verursachen eine steigende Anzahl an Produktvarianten oder -modellen und häufigen An- und Ausläufe in den Produktionswerken. Die Folge sind stark schwankende Transportvolumina. Die Kundenindividualisierung führt zudem zu einer hohen Variantenanzahl der Produktkomponenten und somit zu kleinen Beschaffungsund Transportlosen. Diese Entwicklungen sind wesentliche Treiber des besagten Wachstums des Verkehrsaufkommens. Singuläre Maßnahmen, um diesem entgegenzuwirken, wie z. B. der Einsatz von Routen- und Packungsoptimierungssoftware, sind zum großen Teil bereits ausgeschöpft. Heute werden die Transportstrukturen für einen Zeitraum von ein bis zwei Jahren durch die Transportplanung festgelegt und in Rahmenverträgen mit den Logistikdienstleistern (LDL) fixiert. Aufgrund der Dynamik des Umfeldes können diese Strukturen rasch ineffizient werden, z. B. wenn sich die Volumen von Warenströmen verschieben und nicht mehr den geplanten Kapazitäten entsprechen. Im operativen Horizont bestimmt die Reihenfolge der Produktionsaufträge die notwendigen Transporte. Jedoch wird diese im Tages- bis Wochenhorizont überwiegend nach produktionsrelevanten Kriterien wie z. B. der Kapazitätsauslastung der Werke optimiert und somit unabhängig von Zuliefer- und Distributionsprozessen. Die Folge können ineffiziente Transportprozesse mit geringer Auslastung oder Sondertransporten sein. Die notwendige Flexibilität wird durch die Nutzung von Lkw erreicht. Der daraus resultierende geringe Anteil an Schienen- und Schiffsverkehr hat wiederum höhere Umweltbelastungen und gesteigerte Transportkosten zur Folge. Das Forschungsvorhaben InTerTrans hat das Ziel, effiziente Transportprozesse zu realisieren. Dazu gehören die Reduktion der Transporte, die Erhöhung der Fahrzeugauslastung und die verstärkte Verlagerung von der Straße auf Schiene oder Schiff. Der Lösungsansatz zur Realisierung dieser Verbesserungen ist zweigeteilt in - eine regelmäßige Überprüfung und Optimierung des Transportnetzwerks und eine ganzheitliche Terminierung unter Berücksichtigung von Logistikanforderungen. 1.1.1 Regelmäßige Überprüfung und Optimierung des Transportnetzwerks Auf Basis aktueller Informationen aus der Absatz- und Produktionsplanung soll eine regelmäßige Optimierung des Transportnetzwerks stattfinden, bei der die Transportkapazitäten an das 1 Vgl. Mercer Management Consulting et al. (2004). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 13 geplante Produktionsprogramm angepasst werden. Es gilt demnach, für jede Periode den optimalen Verkehrsträger, das optimale Transportkonzept sowie die entsprechende Kapazität und Frequenz zu ermitteln, wobei Umsetzungshemmnisse und Planungsaufwände in die Bewertung mit eingehen müssen. 1.1.2 Ganzheitliche Terminierung unter Berücksichtigung von Logistikanforderungen Bei der Erstellung des Produktionsprogramms sollen bestehende Freiräume identifiziert und dafür genutzt werden, logistikintegrierte Produktionsprogramme zu erzeugen, die neben den bekannten produktionsorientierten Kriterien auch logistischen Anforderungen genügen. Logistikintegrierte Produktionsprogramme zeichnen sich dadurch aus, dass sie unter anderem Zielmärkte, Logistiklosgrößen und Fahrpläne berücksichtigen. Insbesondere besteht ein Teilaspekt darin, Transportvolumina für den Bahnverkehr bereits in der Produktionsplanung zu bündeln. 1.2 Voraussetzungen, unter denen das Vorhaben durchgeführt wurde Das Projekt InTerTrans stößt im aktuellen wirtschaftlichen Umfeld auf großes Interesse. Die Automobilindustrie, die den Untersuchungsgegenstand des Forschungsvorhabens darstellt, ist heute mehr denn je darauf angewiesen, effizient zu produzieren und alle Möglichkeiten zur Kostenreduzierung zu nutzen – auch in der Durchführung ihrer Transporte. Logistikdienstleister sind ebenfalls daran interessiert, ihre Kapazitäten so effizient wie möglich einzusetzen. Darüber hinaus schafft das gestiegene Umweltbewusstsein und die Sensibilisierung der Öffentlichkeit bezüglich CO2-Emissionen Raum für innovative Konzepte zur Vermeidung und Verlagerung von Transporten. Im InTerTrans-Konsortium haben Forschungsinstitute, Softwareentwickler, Produzenten und Logistikdienstleister gemeinsam neue Konzepte entwickelt, um diesen Herausforderungen zu begegnen. 1.2.1 Einordnung in den gesamtwirtschaftlichen Kontext Mit einem Gesamtumsatz von 290 Mrd. Euro und rund 750.000 Beschäftigten ist die Automobilindustrie einer der wichtigsten Wirtschaftszweige für Deutschland. Wird die Anzahl um die indirekt Beschäftigten der vorgelagerten Stufen, wie Chemie- und Elektrozulieferer, sowie der nachgelagerten Stufen, wie Kfz-Handel, ergänzt, so erhöht sich die Gesamtzahl auf etwa 5,3 Mio. Beschäftigte (vgl. VDA 2008). Betrachtet man nun den Wirtschaftszweig Logistik, der ebenso wie die Automobilindustrie eine Zielbranche des InTerTrans Projekts darstellt, so stellt man bei einem Jahresumsatz von 205 Mrd. Euro und rund 2,7 Mio. Beschäftigten fest, dass auch dieser Wirtschaftszweig zu den deutschlandweit größten gehört. Mit 20 % hat Deutschland am europaweiten Logistikmarkt einen einzigartig hohen Anteil, was zum Teil an der geografischen Lage innerhalb Europas liegt.2 Die angeführten Statistiken unterstreichen die Relevanz und das Potenzial der InTerTransForschungsergebnisse, da mit dem Forschungsprojekt umsatzstarke deutsche Branchen angesprochen werden. 2 Vgl. BVL (2009). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 14 Im globalen Marktumfeld sind heute insbesondere im Bereich der Automobilindustrie Herausforderungen für die Produktion anzutreffen. Zunehmende Kundenorientierung und die Bedienung von Marktnischen haben zu einer hohen Komplexität der Fahrzeuge und der gesamten Produktpalette geführt, die beispielsweise bei Volkswagen (Marke) aus 17 Modellen in diversen Varianten besteht.3 Auch die Logistik unterlag in den letzten Jahren großen Veränderungen. Die Logistik des 21. Jahrhunderts und die dafür eingesetzten Technologien werden von Rahmenbedingungen bestimmt, die sich in den letzten Jahren deutlich verändert haben. Die Globalisierung wird durch eine leistungsfähige Logistik erst ermöglicht, während der dadurch gesteigerte Konkurrenzdruck auf produzierende Unternehmen wiederum auf die an die Logistik gestellten Anforderungen zurückwirkt und eine immer höhere Leistung der Logistiksysteme erfordert.4 Die steigenden Marktanforderungen bezüglich Kosten, Qualität und Zeit erfordern eine verbesserte Koordination und Abstimmung der gesamten Supply Chain von Zulieferern über die Logistikdienstleister, die Produktion beim OEM selbst bis zur Distribution der Fertigfahrzeuge. Mit den Erkenntnissen des InTerTrans-Forschungsprojekts können Schnittstellen zwischen den einzelnen Elementen des Netzwerks identifiziert werden und Potenziale der Abstimmung aufgezeigt werden. Die Ergebnisse des Forschungsprojekts tragen so zu einer ökonomisch und ökologisch effizienten Supply-Chain-Leistung bei. 1.2.2 Ökologie und Umweltbewusstsein Das wachsende Bewusstsein in der Bevölkerung und Politik für die Nebenwirkungen der industriellen Erzeugung, Distribution und Entsorgung von Gütern, wie Umweltschädigung und Ressourcenverschwendung, erfordert zukünftig nachhaltiges Wirtschaften, um die Lebensgrundlagen auch für nachfolgende Generationen zu erhalten. Insbesondere der Klimawandel durch die Treibhausgase wie CO2 wird als Herausforderung und dessen Bekämpfung als Aufgabe für unsere Gesellschaft erkannt. Für ein nachhaltiges Wirtschaften sind zum einen Anstrengungen erforderlich, die zur Steigerung der Effizienz bei der Nutzung von Energie und Ressourcen führen. Zum anderen muss die Umweltverträglichkeit in der Konsumentscheidung mehr Berücksichtigung finden. Die Ziele geringer Logistikkosten und hoher Logistikleistung werden häufig als konträr zur Berücksichtigung von Umweltaspekten wahrgenommen.5 Bei Kostenbetrachtungen in der Logistik werden zahlreiche Faktoren, wie Lagerhaltung, (Obsolet-)Bestände, Verpackung oder Transportkosten berücksichtigt. Durch logistische Tätigkeiten verursachte Umweltkosten hingegen sind aufgrund mangelnder Zurechenbarkeit häufig externalisiert. Die Logistik ist größtenteils indifferent gegenüber den durch sie verursachten Schadstoffemissionen und wird es bleiben, solange die Kosten für die Belastung der Umwelt nicht internalisiert sind.6 Oftmals geht jedoch die Reduzierung der Schadstoffemissionen mit einer Auslastungserhöhung oder 3 Vgl. Volkswagen (2009). Vgl. Günthner et al. (2008). 5 Vgl. Rodrigue et al. (2001). 4 6 Vgl. Seidel u. Wolff (2007). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 15 Verkehrsvermeidung einher. Die dadurch eingesparten Logistikkosten bewirken einen zusätzlichen Anreiz zur Realisierung ökologischer Ziele. 1.2.3 Konsortium Das Projektkonsortium war breit gefächert: Es umfasste Forschungsinstitute, Softwareentwickler und Industriepartner mit unterschiedlichen Rollen in der Lieferkette. Durch die Kombination von Prozesswissen, praktischem Branchen-Know-how und technischen Methoden waren die Voraussetzungen für die Erreichung eines optimalen Projektergebnisses gegeben. Die 4flow AG übernahm als Konsortialführer die Gesamtkoordination dieses Forschungsprojekts. Sie war von der Konzeption bis zur Umsetzung durchgängig fachlich engagiert und trieb die Erarbeitung neuer Transportplanungsprozesse und Methoden voran. Die Standardsoftware 4flow vista stellte dabei eine Säule der Prototypen-Entwicklung einer integrierten Terminierungs- und Transportplanungssoftware dar. Das Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik begleitete das Projekt durchgehend und war Bindeglied zwischen Forschung und industrieller Anwendung. Das Fraunhofer IML brachte neben seinen logistischen Kompetenzen auch langjährige Erfahrungen in der Automobilindustrie aus zahlreichen Auftragsforschungsprojekten und Forschungsprojekten im Umfeld der Automobilindustrie auf nationaler und internationaler Ebene in das Projekt ein. Der Fokus der Arbeiten des Fraunhofer IML lag in der Entwicklung der Logistikplanungs- und Auftragsterminierungskonzepte und -prozesse sowie deren modellgestützter Bewertung innerhalb der Fallstudien mit den industriellen Projektpartnern.7 Das vom Fraunhofer IML entwickelte Simulationswerkzeug OTD-NET bildete die zweite Säule des zu entwickelnden Softwareprototyps. Ausgehend von den vorhandenen Funktionen zur simulationsbasierten Bewertung von Auftragsabwicklungsprozessen in komplexen Produktionsnetzwerken werden im Rahmen der Prototypenentwicklung einzelne Konzepte des InTerTrans-Projekts implementiert. Mit dem Mittel der dynamischen Ablaufsimulation entstand somit ein Demonstrator, der die InTerTransErgebnisse bewertbar und demonstrierbar macht. Die Volkswagen AG als OEM fungierte als zentraler Anwender der entwickelten Konzepte. Für die Konzeptentwicklung und -bewertung stellte sie Daten über ihre Programmplanung sowie das Beschaffungs- und Distributionstransportnetzwerk in aussagekräftigen Anwendungsfällen bereit. DB Schenker fungierte als ausführender Logistikdienstleister der entwickelten Konzepte und war für die Aufnahme der bestehenden Planungs- und Ausführungsprozesse und der darauf basierenden Entwicklung von Soll-Prozessen mit Fokus auf die Transportplanung zuständig. Ein weiterer Schwerpunkt von DB Schenker bestand darüber hinaus in der Bewertung des bestehenden Transportnetzwerks und der Bewertung der entwickelten Konzepte. 7 Vgl. Wagenitz (2007) und Motta et al. (2008) InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 16 Der österreichische Projektpartner TU Wien unterstützte das Konsortium in der Konzepterstellung und der Validierung der entwickelten Konzepte. Durch den Transfer in Lehre und Forschung soll zudem die Verbreitung und Akzeptanz der Forschungsergebnisse gefördert werden. 1.3 Planung und Ablauf des Vorhabens Die Schwerpunkte des InTerTrans Projekts liegen in der Entwicklung einer an der Programmplanung orientierten mittelfristigen Transportplanung und in der Erweiterung der Terminierung um Eingangsgrößen aus der Transportplanung. Zudem sind eine prototypische Umsetzung und eine Evaluation der Konzepte anhand von Fallstudien geplant. Diese Aufgabenstellung wurde in acht Arbeitspakete (AP) untergliedert: Arbeitspaket 1: Stand der Wissenschaft und Technik Arbeitspaket 2: Dynamische Transportplanung Arbeitspaket 3: Transportgerechte Auftragsterminierung Arbeitspaket 4: Integrierte Transportplanung und Auftragsterminierung Arbeitspaket 5: Softwareprototypen Arbeitspaket 6: Fallstudien Arbeitspaket 7: Öffentlichkeitsarbeit Arbeitspaket 8: Projektleitung und Koordination Der detaillierte Projektplan ist im Anhang beigefügt (s. 6.1). Gegenüber der ursprünglichen Planung laut Vorhabenbeschreibung wurde der Projektplan aufgrund des verlegten Projektstarts um 2 Monate nach hinten verschoben. Die Projektlaufzeit betrug drei Jahre (1. Dezember 2007 bis 31. November 2010). 1.4 Stand der Wissenschaft und Technik zu Beginn des Projekts 1.4.1 Transportplanung Die Transportplanung beschäftigt sich mit der Gestaltung von Transportnetzen und der Steuerung darin ablaufender Transportprozesse.8 Sie hat somit Einfluss auf das von einem Unternehmen verursachte Verkehrsaufkommen. Während die Steuerung von Transportprozessen im operativen Bereich angesiedelt ist, wird das zugrunde liegende Transportnetzwerk meist langfristig festgelegt. Bei der Konfiguration des Transportnetzwerks bieten sich je nach Materialklasse, Sendungsgröße oder angestrebter Lieferzeit verschiedene Transportkonzepte, wie Direktrelation, Milkrun, Sammelgut oder intermodaler Verkehr an.9 Um sowohl ökonomische als auch ökologische Effizienz zu erzielen, ist insbesondere eine hohe Transportauslastung von großer Relevanz. 8 9 Vgl. Fleischmann (2002b, S. A3-45). Vgl. im Folgenden Fleischmann (2002a), S. A1-13 ff. zu verschiedenen Transportkonzepten. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 17 Ist das Transportnetzwerk konfiguriert, muss entschieden werden, ob die Transporte selbst durchgeführt oder an einen Logistikdienstleister (LDL) übertragen werden sollen. Es erfolgt dann die Planung des Fuhrparks oder die Festlegung von Volumina in Form von Rahmenverträgen mit den Transportdienstleistern. Eine Überplanung dieser Strukturen erfolgt im Rhythmus von ein bis zwei Jahren. Beschaffungsseite Im Kurzfristhorizont wird der zuständige LDL über Veränderungen der Transportvolumina informiert und kann auf diese reagieren bzw. die Planung des Fahrzeugeinsatzes kurzfristig anpassen. Bei reiner JIT-Belieferung erfolgen die Abrufe erst 12 bis 24 Stunden vor Lieferung, bei JIS-Belieferung verkürzt sich dieser Zeitraum sogar auf bis zu zwei Stunden.10 Dadurch bestehen nur geringe Möglichkeiten für die Transportoptimierung. Zudem ist die Flexibilität in der Tourenplanung auf eine Anpassung innerhalb der gegebenen Transportstrukturen beschränkt. Diese hohe Flexibilitätsanforderung wirkt sich insbesondere negativ auf die Einsetzbarkeit und Effizienz von Bahntransporten aus. Die Tourenplanung selbst umfasst ein Zuordnungsproblem und ein Reihenfolgeproblem. Transportaufträge müssen zunächst einzelnen Fahrzeugen zugewiesen und dann in eine sinnvolle Reihenfolge gebracht werden. Die Touren sollten Restriktionen, wie Zeitfenster für die Anlieferung oder Maximalbeladungen, beachten und logistische Zielkriterien, wie eine schnelle und kostengünstige Belieferung, erfüllen. Festzuhalten bleibt, dass zum einen die langfristige Festlegung der Transportstrukturen im Zeitablauf zu Ineffizienzen führen kann, da bei schwankenden Volumenströmen ein Überplanungszeitraum von ein bis zwei Jahren ein Hindernis darstellt. Zum anderen besteht Optimierungspotenzial in der kurzfristigen Transportabwicklung, in der kurze Zeitspannen zwischen Abruf und Lieferung den Lösungsraum einengen und die JIT- und JIS-Produktion zu geringeren Sendungsgrößen und höheren Lieferfrequenzen führen. Zudem schränkt die mangelnde Einbindung der Logistikdienstleister in organisatorische Informationsflüsse das Optimierungspotenzial weiter ein.11 Distributionsseite Beispielhaft soll an dieser Stelle die Distribution in der Automobilindustrie anhand eines Modells nach Gudehus vorgestellt werden. Gudehus definiert vier unterschiedliche Distributionsprozessketten der Automobilindustrie (siehe Abbildung 1).12 Er unterscheidet zwischen einer ungebrochenen Nahzustellung per Lkw, einer zweistufigen Belieferung über einen Umschlagpunkt per Bahn oder Lkw und zwischen zwei interkontinentalen Distributionsketten per Schiff mit ungebrochener oder zweistufiger Distribution im Zielland bzw. -kontinent. Die Differenzie- 10 Vgl. Bandow (2007, S. 86). Vgl. Stommel (2007, S. 93). 12 Vgl. Gudehus (2005, S. 965). 11 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 18 rung der Distributionsketten erfolgt anhand der Ablaufstruktur der Ketten und der eingesetzten Verkehrsträger. WU Nahzustellung LKW WU UP Ferntransport LKW oder Bahn Nahzustellung LKW Abnehmer Werk WU Transport LKW oder Bahn HU Ferntransport Schif f HU WU Transport LKW oder Bahn HU Ferntransport Schif f HU ProduktionsWU – Werksumschlag ende Nahzustellung LKW Transport LKW oder Bahn HU – Hafenumschlag UP Nahzustellung LKW UP - Umschlagpunkt Übergabe Abnehmer Abbildung 1: Distributionsketten in der Automobilindustrie Das Transportgut Fertigfahrzeug ist gekennzeichnet durch hohe Transportvolumina, keine Verpackungsmöglichkeit und einen hohen Wert.13 Ein sicherer und wirtschaftlicher Transport ist nur mit Spezialausrüstung möglich. Für die Auswahl des geeigneten Verkehrsträgers sind die jeweiligen Vor- und Nachteile zu beachten. Die Vorteile des Lkw liegen in der hohen Transportgeschwindigkeit, der flexiblen Verfügbarkeit und der Möglichkeit des ungebrochenen Direktverkehrs vom Werk zum Händler. Nachteilig wirkt sich die hohe Umweltbelastung aus. Die Bahn zeichnet sich durch hohe Massenleistungsfähigkeit und geringe Umweltbelastungen aus. Im Einzelwagenverkehr können zudem auch kleinere Transportlose effizient versendet werden. Allerdings sind die Laufzeiten der Bahn höher und es ist immer ein Umschlag notwendig, da bei der Feinverteilung der Fahrzeuge an die Händler in der Regel nicht auf den Lkw verzichtet werden kann. Das Seeschiff ist im interkontinentalen Transport das dominante Verkehrsmittel und kann große Volumina zu geringen Kosten über lange Strecken transportieren. Es ist jedoch immer ein Umschlagpunkt (Hafen) notwendig und die Transportzeiten sind lang. Das Binnenschiff kann in der Distribution bei geografisch entsprechend gelegenen Werken im Verkehr zum Überseehafen zum Einsatz kommen. 1.4.2 Produktionsplanung Produktionsplanung findet im Wesentlichen in drei Zeithorizonten statt. Langfristig wird in der Absatzplanung die Gesamtmenge der in einem längeren Zeitraum zu produzierenden Fahrzeuge festgelegt. Die Programmplanung deckt den mittelfristigen Zeitrahmen ab. Die Reihenfolge- 13 Vgl. Ewaldsen (2006, S. 89). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 19 planung und die Produktionssteuerung bestimmen im Kurzfristbereich die Reihenfolge der Produktion. In getakteten Produktionslinien ist der innerhalb eines Taktes erbringbare Wertschöpfungsumfang begrenzt. Damit wird es notwendig, Umfänge mit längeren und kürzeren Wertschöpfungsdauern miteinander auszugleichen, um einen verzögerungsfreien Durchlauf durch die Produktionslinie zu gewährleisten. Diese als „Line Balancing“ bezeichnete Aufgabe ist ein wesentlicher Aspekt der mittelfristigen Planung. Die Reihenfolgeplanung von Produktionsaufträgen ist ein sehr komplexes Aufgabengebiet, das durch den Zielkonflikt zwischen einer Vielzahl an zu berücksichtigenden Restriktionen und den Zielen einer kostengünstigen und termintreuen Auftragserfüllung geprägt wird. Ein oftmals übergeordnetes Ziel ist die möglichst hohe Auslastung der Produktionskapazitäten, um die Wirtschaftlichkeit der damit einhergehenden hohen Kapitalinvestitionen sicherzustellen. Ebenso findet die klassische Losgrößenoptimierung als Konflikt zwischen Fixkostendegression und Bestandkostenzuwachs Eingang in die Reihenfolgeplanung. Die Ermittlung einer Produktionssequenz, die diese Restriktionen und Ziele möglichst optimal vereinbart, wird durch die Anwendung von Sequenzierungsalgorithmen erreicht. Für deren effizienten Einsatz ist eine ausreichende Anzahl an verfügbaren Aufträgen notwendig. Hinzu kommt, dass große Schwankungen in der Fertigung bestimmter Produkte zu Lasten anderer Produkte gehen und zu Engpässen im Teilenachschub und damit zu hohen Sicherheitsbeständen führen. Eine Nivellierung der Produktion (s. 2.3.1) im Hinblick auf Volumen und Produktmix unterstützt die Stabilität des Systems und hilft Lagerbestände zu vermeiden.14 In den heute eingesetzten Softwaresystemen zur Produktionssteuerung werden verschiedene Steuerungskonzepte umgesetzt. In der Stückgütersteuerung kommen vor allem die im Folgenden aufgelisteten Konzepte zum Einsatz:15 - Fertigungssteuerung mit Leitständen Steuerung nach dem OPT (Optimized Production Technology) Ansatz Belastungsorientierte Auftragsfreigabe (BOA) Planung und Steuerung mit Fortschrittszahlen Kanban-Steuerung Conwip-Steuerung All diese Steuerungskonzepte legen den Fokus mehr oder weniger auf eine möglichst hohe Kapazitätsauslastung, geringe Bestände, kurze Durchlaufzeiten und hohe Termintreue. Eingangsgrößen stellen Produktart, Menge, Termine und Belastungsprofile dar. Das Ergebnis ist eine Sequenz von Aufträgen. Bedürfnisse der Transportplanung haben derzeit keinen Einfluss auf die Festlegung der Auftragssequenz, sodass eine Bündelung von Transporten nur im Rahmen der durch die Terminierung festgelegten Auftragssequenz stattfinden kann. 14 15 Vgl. Liker (2006). Für eine genaue Erklärung der einzelnen Konzepte wird auf Windt, K. et al. (2002), S. B3-37 verwiesen. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 20 1.4.3 Integrierte Transportplanung und Terminierung In einigen Bereichen findet bereits eine Ausrichtung auf logistische Anforderungen statt. 16 So werden unter dem Begriff „Design for Logistics“ unter anderem Ansätze zur logistikintegrierten Produkt- und Verpackungsgestaltung wie auch zum Einsatz durchgängiger Ladehilfsmittel zusammengefasst. Im Langfristbereich sollte die Planung der Transportstrukturen dem Lebenslauf des Produktes angepasst werden. Während in der Einführungsphase nur geringe Transportkapazitäten benötigt werden, steigt der Bedarf an logistischen Leistungen in der Wachstumsphase stark an. Gegen Ende des Produktlebenszyklus müssen die bereitgestellten Kapazitäten wieder zurückgebaut werden. Ein Problem stellt jeweils die Wahl des richtigen Zeitpunktes zur Überplanung der Transportstrukturen dar. Die dynamische Transportplanung17 stellt einen Ansatz für die Festlegung geeigneter Planungszyklen dar und ermöglicht eine iterative Überplanung in kürzeren Zeitscheiben. Ein Beispiel für eine dynamische Planung von Transporten mit Hilfe von Software stellt die mit dem e-logisticsAward ausgezeichnete Lösung der inet-logistics GmbH und der 4flow AG bei der MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG & Co KG dar. Das entwickelte Modul zur Dynamischen Transportplanung 18 ermöglicht es, entsprechend des tatsächlichen Bedarfs der kommenden Periode die Transportprozesse der einzelnen Relationen zu überprüfen, diese ggf. zu überplanen sowie die Transporte zu terminieren. Hinsichtlich der Terminierung der Produktionsaufträge wäre für die Produktion eine gleichmäßige Verteilung der Aufträge zur Erhöhung der Stabilität der Produktion und besseren Kapazitätsauslastung optimal. Im vorhergehenden Abschnitt wurden bereits Steuerungskonzepte genannt, die hohe Kapazitätsauslastung, geringe Bestände und kurze Durchlaufzeiten und hohe Termintreue zum Ziel haben. Jedoch stellen sich aus der Sicht der Transportplanung andere Anforderungen, um Bestandsrisiken zu senken und eine hohe Transportauslastung zu gewährleisten. Ansätze, welche die Anforderungen aus beiden Bereichen bei der Sequenzbildung praxistauglich integrieren, sind derzeit noch nicht vorhanden. 1.5 Aktuelle Erkenntnisse in der Produktions- und Transportplanung Das mit InTerTrans verfolgte Ziel einer integrierten Betrachtung von Produktion und Logistik ist auch in aktuellen Tendenzen der Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Produktionsplanung sichtbar. In weiteren Forschungs- und Industrieprojekten wird die gleichzeitige Berücksichtigung von logistik- und produktionsrelevanten Kriterien angestrebt. Transportorientierte Reihenfolgeplanung nach Scholz-Reiter Als Beispiel ist hierfür die transportorientierte Reihenfolgeplanung nach Scholz-Reiter zu nennen. Ziel dieses Ansatzes ist die verbesserte Abstimmung zwischen OEM und Distribution bzw. 16 Vgl. hierzu und im Folgenden Wenzel (2006), S. 445 ff. Vgl. Beenhakker (1973), S. 245 ff. 18 Vgl. 4flow (2007). 17 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 21 dem ausführenden Logistikdienstleister (LDL) durch die Berücksichtigung von transportrelevanten Zielgrößen in der Auftragsreihenfolgenplanung des PPS-Systems des Produzenten. Die einzelnen Fertigungsaufträge werden in einem „Quasi-Pullansatz“ durch die Auftragsabwicklung der Produktionsplanung und Steuerungssyteme (PPS) termin- und mengengerecht gruppiert. Dabei werden Zielregionen, Relationen und Transportkapazitäten des LDL mitberücksichtigt und die resultierenden Lose anschließend in die Fertigung eingebracht. Erst im Anschluss erfolgt die Reihenfolgebildung nach produktionslogistischen Kriterien, in der die Lose in eine Fertigungssequenz überführt werden. Bei der transportorientierten Reihenfolgeplanung nach Scholz-Reiter wird im ersten Schritt eine Losbildung unter Berücksichtigung transportoptimierender Kriterien und im zweiten Schritt eine Reihenfolgebildung nach produktionsoptimierenden Kriterien durchgeführt. Den in die Losbildung einfließenden, transportrelevanten Kriterien wird dabei eine geringere Priorität zugeordnet als den produktionslogistischen Kriterien, wie beispielsweise die Termintreue, um zu gewährleisten, dass eine Optimierung der Transportauslastung nicht auf Kosten der Termintreue erzielt wird. Die Methode der transportorientierten Reihenfolgeplanung ist bisher nur ein theoretischer Ansatz und muss auf seine Anwendbarkeit auf reale Problemstellungen noch getestet werden.19 Kundenorientierter Vertriebs- und Produktionsprozess Neben der transportgerechten Reihenfolgeplanung von Scholz-Reiter arbeitet die BMW Group an einer Weiterentwicklung ihres Kunden-Orientierte Vertriebs- und Produktionsprozesses (KOVP), die die Berücksichtigung von Distributionsanforderungen in der Produktionsplanung vorsieht. Potenziale zur Optimierung der Distribution sieht BMW hierbei in gezielten Maßnahmen in der Produktion. Die distributionsgerechte Blockbildung oder Glättung der Fertigungsaufträge soll demnach ggf. zu einer effizienteren Auslastung bzw. zur Entzerrung der Transporte im Distributionsbereich führen. Gleichzeitig wird eine vorzeitige Disposition der Fahrzeugtransporte zu den Abnehmern mit dem Beginn der Fahrzeugmontage angestrebt um die Durchlaufzeit der Kundenaufträge weiter zu verkürzen. Ziel dieser Maßnahmen ist die Reduzierung von Beständen, Flächen, Transportkosten, Handlingstufen und Prozesszeiten.20 Logistische Assistenzsysteme als IT-Unterstützung Wesentlich zur Vermeidung von Sondertransporten sind die Kenntnis der aktuellen Situation der Supply Chain und deren Berücksichtigung in der Programmplanung. Erste prototypische ITUnterstützungen zeigen die Potenziale dieser Informationstransparenz. Als Beispiel kann hier die 2009 mit dem AKJ Automotive e-logistics-Award ausgezeichnete Lösung OTD-Assist angeführt werden. OTD-Assist ist der Prototyp eines logistischen Assistenzsystems, der von der Volkswagen AG und dem Fraunhofer IML entwickelt wurde. Das System hat die Unterstützung der Planung und Steuerung der Supply Chain zum Ziel. So wird dem Logistikplaner eine integrierte Planungsumgebung mit einer gleichen Datenbasis aller beteiligten Wertschöpfungspartner geboten. Dem Disponenten werden mithilfe von Simulationsläufen zuverlässige Liefer- 19 20 Vgl. Scholz-Reiter et al. (2008). Vgl. Decker (2009). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 22 zusagen (Available-to-Promise, Capable-to-Promise) ermöglicht, die in der Programmplanung berücksichtigt werden können.21 Fazit Die von Scholz-Reiter und Decker erläuterten Ansätze zur Integration logistischer Aspekte in die Programm- und Reihenfolgeplanung beziehen sich ausschließlich auf die Einbeziehung transportrelevanter Kriterien aus dem Distributionsbereich. Im Gegensatz hierzu verfolgt das InTerTrans-Projekt einen ganzheitlichen Ansatz, in dem die Integration von Beschaffungs- und Distributionslogistik in die Produktionsplanung gleichermaßen angestrebt wird. Die Relevanz der beiden vorangegangenen Ansätze wird durch das 7. Branchenforum Automobil-Logistik der Bundesvereinigung Logistik unterstrichen, welches am 27. Januar 2009 in Wolfsburg unter dem Titel „Wer steuert die Distribution? Zielkonflikte – Lösungsansätze“ stattfand. 1.5.1 Erkenntnisse aus aktuellen Projekten ILIPT Das Projekt ILIPT (Intelligent Logistics for Innovative Product Technologies; www.ilipt.org) widmete sich von 2004 bis 2008 der Erforschung neuer Produktions- und Logistikkonzepte in der Automobilindustrie, die eine bestandslose Build-to-Order-Produktion ermöglichen. InTerTrans knüpft an die Ergebnisse an, indem die in ILIPT entwickelte Schnittstelle zwischen den Softwarewerkzeugen 4flow vista und OTD-NET aufgegriffen und weiterentwickelt wird. Des Weiteren fand in ILIPT bereits ein konzeptioneller Vergleich von Distributionskonzepten in der Automobilindustrie statt. Der ebenfalls in ILIPT entwickelte Ansatz der Koordination des Wertschöpfungsnetzwerk über eine zentrale „Virtual Order Bank“, in der Kapazitäten und Aufträge verwaltet werden, wird derzeit auf seine Anwendbarkeit in der integrierten Produktions- und Transportplanung geprüft. LINET Auch das Projekt LiNet (Netzwerkmanagement für die Automobilindustrie; www.linetautomotive.de) beschäftigte sich mit netzwerkübergreifenden Logistiklösungen und entwickelte Konzepte und Methoden für eine simultane, durchgängige und kollaborative Steuerung im gesamten Netzwerk. Anknüpfungspunkte für InTerTrans stellen die in LiNet entwickelten kollaborativen Konzepte zur Versand- und Transportplanung und -abwicklung dar. FAST 2015 Die 2003 von Mercer Management Consulting und den Fraunhofer Instituten IPA und IML veröffentlichte Studie "Future Automotive Industry Structure (FAST) 2015" beschreibt die Verän- 21 Siehe hierzu auch Deiseroth et al. (2008) InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 23 derungen im automobilen Wertschöpfungssystem in den Jahren 2002 bis 2015. Zusätzlich zeigt sie Handlungsbedarfe seitens OEM, Zulieferer und Dienstleister auf und gibt Empfehlungen wie auf die anstehenden Veränderungen reagiert werden sollte. Demnach werden Automobilzulieferer große Teile der Entwicklung und Produktion übernehmen und können infolgedessen um insgesamt 70 % wachsen. Gleichzeitig geben die OEM 10 % ihrer heutigen Wertschöpfung bei Erhöhung ihres Ausstoßes um 35 % ab und konzentrieren sich vermehrt auf „markenprägende Module und Komponenten“ sowie Servicestrategien. Für die OEM bedeutet dies ein deutlich höheres externes Wertschöpfungsvolumen, dass eine engere Zusammenarbeit der OEM mit Zulieferern und Dienstleistern erfordert und zu neuen Formen der Kooperation führen wird.22 In Konsequenz der Prognosen der Studie sind steigende Transportvolumen im Bereich der Beschaffungslogistik aufgrund der Beschaffung von montierten Modulen und Baugruppen zu erwarten. Dies unterstreicht die Relevanz des InTerTrans-Ansatzes, der die Berücksichtigung logistischer Kriterien in der Programm- und Reihenfolgeplanung sowohl in der Distributions-, aber auch in der Beschaffungslogistik vorsieht. LogNetAssist In dem Projekt "LogNetAssist" wird ein modulbasiertes Assistenzsystem zur Steuerung intelligenter Logistiknetzwerke in Echtzeit entwickelt. Das Assistenzsystem selbst soll zwei Anwendungsebenen beinhalten, das Supply Chain Event Management (SCEM) und eine Zustandsvisualisierung des Logistiknetzwerks. Hierbei erfasst das System RFID-gestützt alle relevanten Objekte, Prozesse und Parameter zwischen Zulieferern, LDL und OEM. Diese werden durch das SCEM analysiert und interpretiert und vom Assistenzsystem für die Modellierung eines virtuellen Abbilds des Logistiknetzes und zur übersichtlichen Darstellung in einer Leitzentrale genutzt. Das Assistenzsystem ist daraufhin in der Lage Entscheidungshilfen zu geben und Prozesse sowie Handlungsoptionen im Voraus zu berechnen.23 Nach Abschluss der beiden Forschungsprojekte LogNetAssist und InTerTrans können weitere Forschungen hier Potenziale aufzeigen, sowohl die RFID-Technologie als auch die für das SCEM erforderliche Datengrundlage in die operative Transportplanung nach InTerTrans-Ansätzen einfließen zu lassen. A Proper Plan Das Eurostars Projekt „A ProPer Plan“ (Advanced Production Programme and Personnel Assignment Planning) der TU Wien und der flexis AG arbeitet seit 2008 an einem Werkzeug, das es erlaubt, die Personaleinsatzplanung mit der Planung des kurzfristigen Produktionsprogramms zu integrieren und über die Nutzung der Personalflexibilität optimale Produktionsergebnisse mit hoher Liefertermintreue zu erreichen. Eine zusätzliche Integration der Transportplanung stellt eine interessante weitere Forschungsmöglichkeit dar. 22 23 Vgl. Mercer Management Consulting et al. (2004). Vgl. Alberti (2008a) und Alberti (2008b). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 24 LogoTakt LogoTakt ist wie InTerTrans ein Forschungsprojekt, das im Förderprogramm „Intelligente Logistik“ aufgehängt ist. Demnach sind die Zielsetzungen der Projekte ähnlich: Sie verfolgen beide eine Verkehrsvermeidung und -verlagerung sowie eine effiziente Fahrzeugauslastung. LogoTakt versucht, dies über getaktete, robuste Logistiknetzwerke zu erreichen. Durch die Taktung der Prozesse soll vermieden werden, dass sich Prozessabweichungen kumulieren, wodurch korrigierende Eingriffe wie Sondertransporte unterbleiben können. Der Fokus liegt auf der Umsetzung intermodaler Hauptläufe und der Realisierung offener Netzwerke. Der vom Projektteam LogoTakt favorisierte methodische Ansatz zur Planung robuster Logistiknetzwerke ist die Kopplung von Simulation und Optimierung. 1.6 Zusammenarbeit mit anderen Stellen Das Fraunhofer IML betreut eine Graduierten-Klasse der Audi AG an der „Graduate School of Production Engineering and Logistics“ der TU-Dortmund. Die Stipendiaten dieser Graduiertenklasse forschen an logistischen und produktionsorientierten Themen der Automobilindustrie. Neben der wissenschaftlichen Betreuung durch die TU Dortmund stellt das Fraunhofer IML als Institut der angewandten Forschung die thematische Verbindung zum industriellen Förderer der Graduiertenklasse sicher. Neben dieser Graduiertenklasse wird ein weiterer Stipendiat der International Graduate School „Dynamic Intelligent Systems“ der Universität Paderborn betreut, dessen Arbeiten sich thematisch ebenfalls in das genannte Aufgabengebiet eingliedern. Das Fraunhofer IML koordiniert einen fachlichen Austausch zwischen den Stipendiaten der beiden Graduate Schools und den Forschungsarbeiten am InTerTrans-Projekt. Hierdurch soll gewährleistet werden, dass sich die jeweiligen Forschungsarbeiten gegenseitig befruchten. Darüber hinaus werden Synergien genutzt, die allen Beteiligten eine sehr breit aufgestellte Ausgangsbasis für ihre Forschungsarbeiten bieten. Da sowohl DB Schenker als auch Volkswagen sowohl im Forschungsprojekt LogoTakt als auch im Forschungsprojekt InTerTrans vertreten sind, findet ein regelmäßiger, konzerninterner Informationsaustausch zwischen den beteiligten Stellen statt. Dabei werden gegenseitig aktuelle Erkenntnisse, etwaige Hemmnisse und das weitere Vorgehen vorgestellt. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 2 25 Eingehende Darstellung der Projektergebnisse Dieses Kapitel stellt die Ergebnisse des Projekts nach Projektabschluss anhand der im Arbeitsplan strukturierten Arbeitspakete (AP) dar. 2.1 AP 1: Stand der Wissenschaft und Technik 2.1.1 Zielsetzung Das Arbeitspaket 1 umfasst die Analyse der verkehrlichen Wirkungen von Verkehrsträgern und Messkonzepte zu deren Bewertung, die Erfassung und Bewertung heutiger Transportnetzwerke und Entscheidungsprozesse in der Transportplanung, die Erfassung und Bewertung der heutigen Terminierung und die Ableitung eines globalen Zielsystems. Durch die umfassende Aufarbeitung des Stands der Wissenschaft und Technik soll ein Anknüpfen an aktuelle Forschungsergebnisse sichergestellt und die Basis für die Erarbeitung neuer Konzepte gelegt werden. Die Erfassung der verkehrlichen Wirkungen stellt den ersten Schritt für die Bewertung der ökologischen Effekte des InTerTrans Projekts dar. Die Erarbeitung des gemeinsamen Zielsystems zielt auf die Integration von Kosten-, Leistungs- und ökologischen Zielen ab und berücksichtigt sowohl die Ziele des Verladers und die des Logistikdienstleisters als auch gesamtwirtschaftliche Ziele. 2.1.2 Methodik Für dieses Arbeitspaket wurde eine umfassende Literaturarbeit in Universitätsbibliotheken, der Deutschen Nationalbibliothek und in zahlreichen Online-Datenbanken durchgeführt. 2.1.3 Ergebnisse AP 1.1: Analyse der verkehrlichen Wirkungen von Verkehrsträgern Die Analyse der Verkehrsträger konzentrierte sich auf technische Beschreibungen von Kapazitäten, Aufbauten und Geschwindigkeiten, sowie Vor- und Nachteile der Verkehrsträger bei verschiedenen Einsatzszenarien. Generell sind alle Verkehrsträger sowohl für Beschaffungs- als auch für Distributionstransporte technisch geeignet. Die Verkehrsmittel weisen jedoch angefangen vom Flugzeug über den Lkw bis zum Binnenschiff und Zug unterschiedliche Leistungsparameter in Bezug auf z. B. Ladevolumina oder Geschwindigkeiten auf. Um die einzelnen Verkehrsträger zu bewerten, wurde ein Kennzahlensystem auf Basis bestehender Ansätze aus der Literatur entwickelt. Das Kennzahlensystem ist hierarchisch aufgebaut und gliedert sich in drei Ebenen mit insgesamt 42 Kriterien. Abbildung 2 fasst die Kriterien der ersten zwei Ordnungsebenen zusammen. Auf der oberen Ebene wurden die Kriterien Kosten, Flexibilität, Leistung, Zuverlässigkeit und Umweltwirkung definiert. Generell wurde festgestellt, dass die Bewertung der Verkehrsträger von zahlreichen Parametern wie Mengen, Strecken, Land und Tarifen abhängt und es in der Regel immer eine einzelfallabhängige Entscheidung für die Auswahl von Verkehrsträgern geben muss. Die in der Literatur verwendeten Bewertungsansätze und Vergleiche weisen den Preis als wichtigstes Kriterium der Auswahl aus. Weiterhin InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 26 wurde festgestellt, dass das Kriterium Umweltwirkung in der Literatur kaum Berücksichtigung findet, was als ein Indiz für seine bisher untergeordnete Relevanz gewertet werden kann. Abbildung 2: Kriterien zur Verkehrsträgerbewertung Ein weiteres Ergebnis besteht in der Ableitung von Tendenzen zu den oben aufgeführten Kriterien für die einzelnen Verkehrsmittel und in der Ableitung von Argumentationsbilanzen in Form von Stärken-Schwächen-Profilen (s. Abbildung 3). + LKW Kosten Flexibilität Niedrige Fixkosten Hoher Personalkostenanteil / tkm Hohe Kosten / tkm Hohe Netzdichte des Straßennetzes Nacht- und Wochenendfahrverbote Keine vorgeschriebenen Fahrpläne Gewichtslimits Kurze Bestell- und Lieferzyklen Umweltzonen in Städten beeinträchtigen die Bewegungsfreiheit Hohe Bedienhäufigkeit Flexible Transporttermine Unterschiedliche Transportergrößen / Aufbauten vorhanden Kurze Lieferzeiten Leistung Hohe Durchschnittgeschwindigkeit (bei störungsfreier Fahrt) Möglichkeit der Haus-zu-Haus-Lieferung und damit weniger Umschlagvorgänge Zuverlässigkeit Fracht meist beaufsichtigt Niedrigere Massenleistungsfähigkeit als Bahn oder Binnenschiff Beförderung gewisser Gefahrengüter nicht möglich Abhängig vom Verkehrsaufkommen Abhängig von Witterungsbedingungen Ladung oft schlecht gesichert Höhere Unfallhäufigkeit als andere Verkehrsmittel Hoher Energieverbrauch und CO 2-Emissionen Hohe Schadstoffemissionen Umwelt Hohe Lärmbelastung Externe Kosten sind um ein Vielfaches größer als bei Bahn oder Schiff Abbildung 3: Argumentationsbilanz Lkw Die Argumentationsbilanzen der übrigen Verkehrsträger befinden sich im Anhang (s. 6.2). AP 1.2: Heutige Transportnetzwerke und Entscheidungsprozesse In automobilen Transportnetzen sind Beschaffungstransporte von Distributionstransporten abzugrenzen. In der Beschaffung werden Teile, Komponenten oder Module von Lieferanten zu InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 27 Werken oder von Werk zu Werk transportiert. In der Distribution werden Fertigfahrzeuge vom Werk zum Händler befördert. Um die Anlieferteile zum OEM zu transportieren, müssen ein Anliefer- und ein Transportkonzept inklusive Verkehrsträger bestimmt werden. An- und Auslieferkonzepte beschreiben den logischen Ablauf der Transporte. Transportkonzepte behandeln den physischen Aspekt. Diese beiden Konzepte gehen Hand in Hand miteinander und sind gemeinsam zu betrachten, wie in Abbildung 4 dargestellt. Anlieferkonzept Auslieferkonzept • Just-In-Time • Just-In-Sequence • Einstufige Lagerabwicklung • Zweistufige Lagerabwicklung Transportkonzept • Händlerfahrzeuge • Importeurfahrzeuge • Kundenfahrzeuge OEM • Direktanlieferung • Milkrun • Gebietsspediteur Transportkonzept • Direktanlieferung • Milkrun • Dekonsolidierung Abbildung 4: Konzepte der Beschaffung und Distribution Für die Bestimmung eines optimalen Anlieferkonzeptes sind Informationen über die Wertigkeit und die Verbrauchsstabilität des zu betrachtenden Anlieferteils notwendig. Geografische Aspekte spielen ebenfalls eine Rolle. Nach Auswahl eines Anlieferkonzeptes wird ein für das jeweilige Anlieferkonzept passendes Transportkonzept ausgewählt. Nachdem die Waren beim OEM angelangt und in wertschöpfenden Prozessen transformiert wurden, werden die Fertigprodukte zu den Kunden geliefert. Hierfür werden Auslieferkonzepte angewendet, welche wiederum spezifisch für unterschiedlichste Auftragsabwicklungen auszuwählen sind. Im Zuge dieser Auswahl sind ebenfalls geeignete Transportkonzepte zu bestimmen. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 28 Die einzelnen Transportkonzepte bilden zusammen das Transportnetzwerk, dessen Grundelemente und Parameter in Tabelle 1 dargestellt sind. Funktion Ausstattung Organisation/ Prozesse Knoten Kanten Quelle /Senke Umschlagpunkt Verkehrsanbindung Be- und Entladeplätze Flächen Mitarbeiter Hilfsmittel Umschlagtechnologie Lagerausstattung Sortierprozesse Nahverkehr Fernverkehr Verkehrsinfrastrukturausstattung Art und Anzahl der Verkehrsmittel Eingesetzte Verkehrsträger Geografische Gegebenheiten Entfernungen Höhenunterschiede Linienverkehr Gelegenheitsverkehr Tabelle 1: Grundelemente von Transportnetzen (vgl. Gleißner und Femerling 2008, S. 177) Für die Planung des Transportnetzwerks sind in der Literatur generische Planungsprozesse dokumentiert (s. Abbildung 5).24 Schneider stellt dar, welche Planungsumfänge von der taktischen Logistikplanung in der Automobilindustrie bewältigt werden müssen.25 Festlegung von Datenübernahme Planungskriterien und Validierung Übermittlung Berechnung Überwachung Abbildung 5: Generischer Transportplanungsprozess (vgl. Wendt et al. 2006) Wendt et al. zeigen anhand von empirischen Erhebungen, dass die Transportplanungsprozesse oft schriftlich festgehalten sind und die Unternehmen Prozessverantwortliche festgelegen. Planungskriterien und -ziele werden hingegen häufig nicht nachvollziehbar dokumentiert.26 AP 1.3: Erfassung und Bewertung heutiger Programmplanung und Terminierung Unter dem Begriff Terminierung werden in InTerTrans die Prozesse der Programm- und der Reihenfolgeplanung verstanden. Die Programmplanung, wie sie heute insbesondere auch im Volkswagen Konzern durchgeführt wird, gliedert sich in Absatzplanung, Wochenprogrammplanung und Tagesprogrammplanung. Diesbezüglich wurden ein OEM-unabhängiger Ansatz, die Produktionsprogrammplanung nach Meyr27 sowie Planungsansätze in den Produktionssystemen von drei Automobilherstellern (Volkswagen, Toyota, Audi) ausgewertet und verglichen. Die Darstellung in zugänglichen Quellen lässt die Prozesse ähnlich erscheinen, jedoch sind sie nicht detailliert genug beschrieben, um dies valide zu folgern. Unterschiede im Prozess können aufgrund der Ausrichtung zwischen Volumenherstellern und Premiumherstellern auftreten. 24 Vgl. Wendt et al. (2006), Arnold et al. (2008), Buchholz und Clausen (2009), Schulte (2005). Vgl. Schneider (2008). 26 Vgl. Wendt et al. (2006). 27 Vgl. Meyr (2002). 25 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 29 Die auf die Programmplanung folgende Reihenfolgeplanung ordnet den laut Programmplanung pro Zeitraum (z. B. Woche, Schicht oder Tag) zur Produktion vorgesehenen Aufträgen einem dezidierten Fertigungstakt zu. Ziele der Reihenfolgeplanung sind u. a. die Vermeidung von Überlastung und Verschwendung. Drei Planungsansätze können unterschieden werden: Das auf die Vermeidung von Überlastungen orientierte, relativ rechenaufwändige MixedModel Sequencing, das regelbasierte Car-Sequencing, und das an der Gleichmäßigkeit einer Kenngröße orientierte Level-Scheduling. Exakte Optimierungsverfahren sind aufgrund der langen Rechenzeit in der Praxis oft nicht verwendungsfähig. Stattdessen kommen Heuristiken zum Einsatz. Arbeiten zu den verschiedenen Heuristiken und Ansätzen der Reihenfolgeplanung finden sich u. a. bei Boysen, Schneeweiß, Domschke, Gottlieb, Gravel, Miltenburg und Inman.28 Die ermittelte Sequenz wird idealerweise ab einer gewissen Zeit vor der Produktion nicht mehr verändert und eingefroren. Eine konsequente Einhaltung der Fertigungsreihenfolge auch über verschiedene Fertigungsabschnitte hinweg wird als Perlenkette bezeichnet. Diese Perlenkette kann an Lieferanten kommuniziert werden, um z. B. das verfügbare Zeitfenster für JISAnlieferung zu erweitern. Für die Messung der Abweichung zwischen geplanter und produzierter Sequenz existieren verschiedene Kennzahlen. Als ein wesentlicher Ansatz im InTerTrans Projekt wurde die Informationstransparenz erkannt. Informationen aus der Produktion, wie Wochenprogramme oder Sequenzinformationen aus der Perlenkette, sollen im InTerTrans-Projekt auch Logistikdienstleistern in geeigneter Form zur Verfügung gestellt werden. In diesem Bereich besteht z. Z. ein großes Verbesserungspotenzial. Eine verstärkte und frühzeitige Kommunikation könnte hier zu einer Verlagerung von Transporten auf die Schiene beitragen. Zur Validierung der Bedeutung der Informationstransparenz wurde im Rahmen des AP eine Aufnahme der Ist-Prozesse bei Volkswagen und DB Schenker durchgeführt. Die Darstellung der unternehmensspezifischen Planungsprozesse auf einer gemeinsamen Zeitachse in Verbindung mit den heute stattfindenden Informationsaustauschprozessen zeigte deutlich die Verbesserungspotenziale. AP 1.4: Ableitung eines globalen Zielsystems Zielsetzung Das Projekt InTerTrans verfolgte das Gesamtziel, durch Integration der Produktions- und Transportplanung zur Steigerung der logistischen Effizienz in automobilen Wertschöpfungsnetzwerken beizutragen. Bei einer netzwerkweiten Betrachtung sind dabei neben dem Gesamtziel des Projektträgers unterschiedliche Ziele der beteiligten Akteure im Netzwerk zu berücksichtigen. Hierbei können sich die einzelnen Teilziele der Automobilhersteller (OEM) und beteiligter Logistikdienstleister (LDL) gegenseitig positiv, negativ oder neutral beeinflussen (vgl. 28 Vgl. Boysen et al. (2006), Boysen et al. (2007a), Boysen et al. (2007b), Schneeweiß und Söhner (1991), Gottlieb et al. (2003), Gravel et al. (2005), Miltenburg (1989), Inman und Bulfin (1991), Inman und Schmeling (2003), Domschke und Drexl (2007). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 30 Klein u. Scholl 2004, S. 100). In Arbeitspaket 1.4 werden Einzelziele der Akteure identifiziert, zu einem integrierten Zielsystem zusammengeführt und schließlich hinsichtlich ihrer wechselseitigen Wirkungen analysiert. Um die Erreichung der (Einzel-)Ziele im Rahmen des InTerTransProjekts systematisch feststellen zu können, bedarf es eines umfassenden Kennzahlensystems, dessen Definition Gegenstand von Arbeitspaket 4.2 ist. Das System wird dabei z. B. Kennzahlen für die Bereiche Produktion, Beschaffungs- und Distributionslogistik bereitstellen. Um die Vergleichbarkeit der ermittelten Kennzahlen für die Bewertung sicherzustellen, wird eine genaue Definition der einzelnen Kennzahlen benötigt. Zusätzlich zu der Definition der Kennzahlen sollen Ziele und akzeptable Veränderungsbandbreiten innerhalb des Projekts zu den Kennzahlen entwickelt werden. Anhand dieser spezifizierten Ziele und Bandbreiten kann der Erfolg des Projekts insbesondere hinsichtlich der Umwelt und Kostenwirkung ermittelt werden. Die Kennzahlen kommen somit vor allem bei der Bewertung der Fallstudien in AP 6 zum Einsatz. Methodik Für die Ableitung des globalen Zielsystems wurden zunächst die individuellen Zielsysteme der Projektbeteiligten und des Projektträgers als Repräsentanten für ein produktionsorientiertes, ein logistisches und ein ökologisches Zielsystem aufgenommen. Die so entstandenen individuellen Zielsysteme wurden verallgemeinert und in einem hierarchischen Zielsystem integriert. Die Einbeziehung der am Projekt beteiligten Unternehmen und der Erkenntnisse der Fallstudien sichert die hohe Akzeptanz des Zielsystems. Dieses bildet für das InTerTrans-Projekt Leitlinien der Forschungsarbeit und die Grundlage für eine Bewertung der Forschungsergebnisse. Abbildung 6 zeigt das Vorgehen. Leitlinien Einzelziele Projektträger OEM LDL Zielsystem Ziel 1 Ziel n Ziel 1.1 Ziel n.1 Ziel 1.n Ziel n.n Fallstudie: VW/SchenkerNetzwerk Zwickau InTerTrans Konzepte, Prozesse & Methoden Bewertungssystem Evaluation Abbildung 6: Einbindung des Zielsystems in das InTerTrans Projekt Ergebnisse Ein Überblick des integrierten Zielsystems ist in Abbildung 7 dargestellt. Ankerpunkt der Integration ist die hohe ökologische Effizienz als wesentliches Ziel des InTerTrans-Projekts, das auch heute schon einen Stellenwert in den Unternehmen hat. Die zukünftig zu erwartende wachsende Bedeutung dieses Ziels aufgrund der gesellschaftlichen und politischen Rahmenbedingungen bestätigt den ihm zugewiesenen Stellenwert. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts Hohe ökologische Effizienz Niedrige Kosten Verkehrsvermeidung Geringer Leerlauf Geringer Leerstand Kurze (streckenoptimierte) Lastläufe Hohe Planbarkeit Niedrige Logistikkosten Hohe Auslastung Verkehrsmittel 31 Niedrige Bestände Hohe Kundenzufriedenheit Hohe Leistung Niedrige Beschaffungskosten Niedrige Streckenkosten Niedrige Kapitalbindung Niedrige Einkaufspreise Geringer Handlingaufwand Niedrige Handlingskosten Geringes Versorgungsrisiko Gleichmäßig hohe Auslastung von Terminals Niedrige Flächenbedarfe Kurze Durchlaufzeiten Hohe Produktvarianz Kurze Umlaufzeiten Hohe Liefertreue Hohe Liefer- / Produktflexibilität Kurze Lieferzeiten Niedrige Produktionskosten Hohe Auslastung der Lastläufe Verkehrsverlagerung Verlagerung von der Straße auf die Schiene Verlagerung von der Straße auf Wasserwege Niedrige Personalkosten Hohe Auslastung der Produktion Niedrige Wartezeiten Niedrige Rüstzeiten Niedrige Stillstandszeiten Hohe Termintreue Hohe Verfügbarkeit / Fähigkeit Legende: Allgemein OEM LDL Projektträger Abbildung 7: Übersicht des integrierten Zielsystems Im Anschluss an die Erstellung des integrierten Zielsystems erfolgte eine Analyse der Wirkzusammenhänge mittels einer Einflussmatrix in Anlehnung an Gomez und Vester.29 Diese Matrix erlaubt es, Hebelziele zu identifizieren, deren Erreichung den Zustand der Zielerreichung über das Gesamtsystem verbessert. Aber auch „Mitläufer“, deren Zielerreichung sich durch eine hohe Zielerreichung des Gesamtsystems verbessert sowie Ziele, die ein Hemmnis für das Gesamtsystem darstellen, können ermittelt werden. Hieraus können die strategischen Ziele abgeleitet werden, deren Zielerreichung essenziell für InTerTrans ist, sodass das Ergebnis eine Leitlinie für das Projekt darstellt. Im Rahmen des Arbeitspakets wurde ein Bewertungsrahmen der Einflussmatrix geschaffen, der durch individuelle Gewichtungen für spezifische Fragestellungen und Unternehmenssituationen der Konsortiumsmitglieder, aber auch außerhalb des InTerTrans-Konsortiums verwendet werden kann. Bedeutung der Ergebnisse Das in Arbeitspaket 1.4 erstellte Zielsystem ist als Basis in die Entwicklung eines integrierten Kennzahlensystems in Arbeitspaket 4.2 eingeflossen. Hierdurch ist eine quantitative Bewertbarkeit der Zielerreichung durch die zu entwickelnden Methoden und Konzepte im weiteren Verlauf des Forschungsprojekts gelungen. Durch die Identifikation von Projektzielen, unterstützenden und gegenläufigen Zielen kann das Zielsystem priorisiert gesteuert und somit zur effizienten Erreichung der primären Ziele des Forschungsprojektes genutzt werden. Das entwickelte Kennzahlenkonzept wurde in den Fallstudien zur Evaluierung der InTerTrans-Konzepte genutzt. 29 Vgl. Gomez und Probst (1999) und Vester (2000). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 2.2 32 AP 2: Dynamische Transportplanung Das Arbeitspaket Dynamische Transportplanung umfasst die Entwicklung von Anforderungen an die dynamische Transportplanung (AP2.1) und deren Umsetzung in neu gestalteten Planungsprozessen (AP2.2). 2.2.1 AP 2.1: Anforderungen an eine iterative Überplanung Zielsetzung Die Planung von Transportnetzwerken ist durch eine Zweiteilung in einen langfristigen und einen kurzfristigen Planungshorizont gekennzeichnet. Eine laut Praxispartnern unzureichende taktische Transportplanung führt zu ineffizienten und damit ökologisch sowie ökonomisch suboptimalen Transportstrukturen. Es wurden besonders folgende Schwachstellen identifiziert: Planung z.T. auf vergangenheitsbasierten Daten und Jahresdurchschnittswerten, Geringe Prognosegüte, Fehlender Regelprozess, Unzureichende IT-Werkzeuge, Nur ausschnittsweise Betrachtung des Transportnetzwerks, Betrachtung einer begrenzten Anzahl an Handlungsoptionen, Reaktion auf Ereignisse statt antizipative Gestaltung. Folgen sind u. a. unzureichend ausgelastete Verkehrsmittel und die häufig fehlende Berücksichtigung der umweltfreundlichen Verkehrsträger Schiene und Wasser. Ziel des Forschungsprojekts ist, den Übergang der Transportplanung hin zu einer iterativen, mittelfristigen Aktualisierung der Transportstrukturen zu bewältigen. Um dies zu erreichen, muss in einem ersten Schritt ermittelt werden, welche Anforderungen an eine solche iterative Überplanung der Transportstrukturen gestellt werden müssen. Der in diesem Arbeitspaket festgelegte Anforderungskatalog wird die Grundlage für die Entwicklung neuer Prozesse im Arbeitspaket 2.2 darstellen. Methodik An der Entwicklung des Anforderungskatalogs waren alle Projektpartner beteiligt. Dadurch sollte erreicht werden, dass alle relevanten, praktischen Anforderungen aus der Industrie erfasst werden. Hierfür wurden in Interviews mit Praxispartnern Schwachstellen in den IstProzessen identifiziert und Anforderungen an die taktische Transportplanung abgeleitet. Gleichzeitig wurden aus der bestehenden Literatur Anforderungen an die Modellierung von Geschäftsprozessen zusammengetragen, die die Übertragbarkeit der InTerTrans-Arbeiten fördern und eine angemessene Modellqualität sicherstellen sollten. Die Grundsätze ordnungsgemäßer Modellierung nach Becker, Rosemann und Schütte bilden sechs Qualitätsanforderungen an betriebliche Informationsmodelle ab (vgl. Becker 1995). Diese Kriterien sollen der Modellierung im AP 2.2 zu Grunde liegen und werden deshalb in der folgenden Tabelle kurz erläutert (s. Abbildung 8). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts Kriterium Kriterium 33 Erläuterung Erläuterung Richtigkeit Die Repräsentation der Realwelt in einem Modell hat der Realwelt in wesentlichen Zügen zu entsprechen. Relevanz Alle (anhand vorformulierter Modellierungsziele) als relevant identifizierten Elemente und Beziehungen müssen vom Modell erfasst werden, soweit deren Weglassen den Nutzen des Modells verringern würde. Wirtschaftlichkeit Ein optimaler, ökonomisch effizienter Detaillierungsgrad des Modells ist dann gefunden, wenn die Grenzkosten einer weiteren Informationsmodellierung (steigende Grenzkosten unterstellt) gerade dem Grenznutzen einer weiteren Detaillierung (abnehmender Grenznutzen bei weiterer Detaillierung unterstellt) entsprechen. Klarheit Strukturiertheit, Übersichtlichkeit und Lesbarkeit des Modells müssen gewährleistet sein. Vergleichbarkeit Modelle, die mit unterschiedlichen Modellierungsverfahren erstellt worden sind, müssen miteinander verglichen werden können. Systematischer Aufbau Ein ganzheitliches Modell kann in verschiedenen Sichten dargestellt werden, deren Interdependenzen bei dem Einsatz eines übergreifenden Beschreibungsformalismus zu berücksichtigen sind. Abbildung 8: Grundsätze ordnungsgemäßer Modellierung (vgl. Becker 1995) Ergebnisse Bei der Zusammenstellung eines Anforderungskatalogs für Planungsprozesse zur iterativen Überplanung von Transportnetzwerken müssen im Wesentlichen zwei Fragen beantwortet werden. Die Anforderungen lassen sich aus diesen Fragen ableiten und Oberbegriffen zuordnen (s. Tabelle 2). Frage Was soll geleistet werden? Unter welchen Voraussetzungen soll geleistet werden? Anwendungscluster Welche Ziele sollen erreicht werden? Welche Planungshorizonte müssen abgedeckt werden? Wie groß soll der Planungsumfang sein? Welche Aufgaben müssen erfüllt werden? Wann soll es zum Planungsanstoß kommen? Welche Einflüsse müssen bedacht werden? Mit welchen Prozesseingaben kann gerechnet werden? Tabelle 2: Inhaltliche Anforderungen an Prozesse InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 34 Der Wunsch nach Zielerreichung ist die Grundlage einer jeden Entscheidung (vgl. Keeney 1996, S. 55). Die angestrebten Ziele sind somit die wesentliche Motivation für die Gestaltung des neuen Planungsprozesses und bei ihrer Formulierung ist besondere Sorgfalt geboten. Dies wurde für InTerTrans bereits im AP 1.4 mit der Entwicklung des Zielsystems geleistet. Angestrebt wurden eine hohe ökologische und ökonomische Effizienz, große Planungssicherheit sowie bestmögliche Leistung für eine hohe Kundenzufriedenheit. An diesen Zielen sind der Planungsprozess und seine Ergebnisse zu messen. Als Planungshorizont der mittelfristigen Transportplanung wurde der Zeitraum zwischen der Jahresplanung und der Übergabe der Wochenprogramme an die Werke festgelegt. Der vom Projekt zu überarbeitende Bereich des Transportplanungsprozesses schließt somit die strategische Planung nicht mit ein. Ergebnisse aus dieser Planungsphase dienen lediglich als Eingangsgrößen für den betrachteten Anteil der Planung. Die Planung der Transporte in einem taktischen Zeithorizont bietet einerseits noch ausreichend Zeit für Modifikationen des Transportnetzwerks, andererseits lässt die zeitliche Nähe zur finalen Transportleistung zu, dass auch auf späte Änderungen der Rahmenbedingungen noch reagiert werden kann. In der Praxis geht es vor allem um die Berücksichtigung sich ändernder Volumenströme, auftretender Saisonalitäten und unvorhergesehener Kapazitätsänderungen. Eine rollierende Wiederholung der taktischen Planungsschritte ermöglicht darüber hinaus regelmäßige Verfeinerungen und Korrekturen, was zu einer zusätzlichen Verbesserung der Planungsergebnisse führt. Des Weiteren können durch den Prozess die längeren Vorlaufzeiten von Bahn- und Schiffstransporten berücksichtigt und damit der Anteil tendenziell umweltfreundlicherer Verkehrsmittel am Transportaufkommen erhöht werden. Der Planungsumfang umfasst alle Beschaffungs-, Zwischenwerks- und Distributionstransporte und berücksichtigt das zu transportierende Leergut. Somit werden alle in einem bestimmten Zeitraum anfallenden Transportmengen gemeinsam betrachtet und anstelle der Optimierung isolierter Teilbereiche wird eine ganzheitliche Lösung angestrebt. Die vom Transportplanungsprozess zu erfüllenden Aufgaben umfassen die Abbildung des Transportnetzwerks, die Netzwerkanalyse und -optimierung sowie die Bewertung des Planungsergebnisses und die Sicherung des innerbetrieblichen und außerbetrieblichen Informationsflusses. Die Ergebnisse der Planungsschritte – egal ob aus Produktions- oder Transportsicht – müssen mit hoher Zuverlässigkeit von nachgelagerten Teilprozessen aufgenommen werden. Deshalb stellt die Tatsache, dass mehrere unterschiedliche Planungsdomänen am Gesamtprozess beteiligt sind, eine besondere Herausforderung dar. Auf der einen Seite stehen Produktion und Logistik des Automobilherstellers und auf der anderen Seite der Logistikdienstleister. Eine vollständige Integration der domäneninternen Prozesse ist aus vielerlei Gründen nicht realisierbar. Die Komplexität der Zusammenhänge, die fehlende Bereitschaft bestimmte Informationen organisationsübergreifend bereit zu stellen und die fehlende direkte Kommunikation zwischen der Produktionsplanung des OEM und dem Logistikdienstleister gehören zu den InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 35 wichtigsten Barrieren. Als Folge ist der reibungslose Informationsfluss gefährdet. Diesem Umstand muss das neue Prozessmodell durch lokale Optimierungen innerhalb der Domänen Rechnung tragen. Die einzelnen Planungsprozesse sollten jedoch durch geregelte Abstimmungsprozesse synchronisiert werden. Es ist bereits bei der Modellierung eines Prozesses festzulegen, nach welchem Muster die Initialisierung abläuft. Der neue Prozess wird in ein laufendes Planungskonzept eingegliedert und setzt auf eine bestehende Struktur und Datenbasis auf. Die Überprüfung und Neuplanung dieses ursprünglichen Netzwerks muss mit der Einführung des neuen Prozesses einmalig erfolgen. Die dann im Verlauf der Zeit periodisch stattfindenden Überplanungen der Struktur auf Basis regelmäßig, teilweise kontinuierlich gewonnener Informationen sollten antizipativ stattfinden. Die Regelmäßigkeit, mit der die Neuinformationen bei den Planungsinstanzen eintreffen, ermöglicht es, sinnvolle Planungszeitpunkte vorherzusagen und zeitgesteuert anzustoßen. Dies gilt beispielweise für die Vorausberechnung der Transportvolumina, die auf Basis der regelmäßig feststehenden Lieferabrufe zeitgesteuert – z. B. täglich, wöchentlich, monatlich – erfolgen kann. Unter gewissen Umständen ist zudem eine ereignisgesteuerte, reaktive Neuplanung durchzuführen. Tariferhöhungen der Spediteure oder der unerwartete Wegfall von Kapazitäten sind Beispiele, bei denen ereignisgesteuerte Neuplanungen erforderlich werden. Der große Planungsumfang, die unterschiedlichen Zeithorizonte, die Anzahl der beteiligten Akteure, die Informationsmenge und die Vielzahl zu erfüllender Aufgaben führen dazu, dass zahlreiche Faktoren Einfluss auf die Transportplanung ausüben. Die folgende Abbildung fasst die wichtigsten Einflussgrößen zusammen. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts Einflussgrößen auf den Planungsprozess Bestehende Netzwerkstruktur Werkstandorte Lieferantenstandorte Händlerstandorte Feste Umschlagpunkte und Zwischenstationen Zielbahnhöfe Güterverkehrszentren HUBs der Gebietsspediteure Häfen Eigenschaften der Verkehrsmittel (vgl. AP 1.1) Eigenschaften der Verkehrskonzepte Direktrelation (Lkw) Eine Quelle und eine Senke Ohne Umschlag Hohe Auslastung des Verkehrsmittels Sammeltransporte (Lkw) Min. 1 Umschlagplatz Konsolidierung der Waren mehrerer Lieferanten / Händler Milkrun (Lkw) Etwa 2 - 4 Lieferanten pro Milkrun Gleichbleibende Fahrpläne über gewisse Zeit Feste Abhol- und Ankunftszeiten Ware wird über keinen Umschlagpunkt geführt Ganzzug (Bahn) Ohne Umschlag Hohes Transportvolumen Gleisanschlüsse vorhanden Shuttlezug (Bahn) Ohne Umschlag Hohes Transportvolumen Gleisanschlüsse vorhanden Ständiges Pendeln zwischen Quelle und Senke Gruppenzug (Bahn) Austausch von Wagengruppen an definierten Knotenpunkten Einzelwagenverkehr (Bahn) Geringe Transportmengen Längere Laufzeit durch Bündelungsvorgänge LCL (Luft / See) Geringe Transportmengen Auslastungsrisiko beim Spediteur FCL (Luft / See) Größere Transportmengen als bei LCL Auslastungsrisiko beim Versender Kombinierter Verkehr / Intermodale Konzepte Eigenschaften des Transportgutes Sendungsaufkommen Schwankungen des Sendungsaufkommens Geometrische Abmessungen Gewicht Beschaffenheit Wert Variantenzahl Verbaurate Serviceanforderungen Belieferungsformen Just in Time Just in Sequence Lager Abbildung 9: Einflussgrößen auf den Planungsprozess 36 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 37 Im Sinne der International Organization for Standardization (ISO) ist ein Prozess als System von Tätigkeiten zu verstehen, durch welches Eingaben mit Hilfe von Mitteln in Ergebnisse umgewandelt werden (vgl. DIN EN ISO 1992). Für InTerTrans sind ausschließlich immaterielle Prozesseingaben in Form von Daten relevant. Diese, wie die grundlegende Struktur des Transportnetzes oder die prognostizierten Transportmengen, müssen u. a. aus der strategischen Planung kommen. Ebenfalls von Beginn an überschlägig bekannt und für den Prozess von zwingender Bedeutung sind die Transporttarife für einzelne Transportlösungen. Die bei der Entwicklung des Prozessmodells zu berücksichtigenden Schnittstellen ergeben sich durch die Berücksichtigung der Interessen der an der Planung beteiligten Akteure. Andererseits sind vor- und nachgelagerte Planungsprozesse beim OEM und Spediteur bei der Definition von Schnittstellen einzubeziehen. Zu den Akteuren sind sowohl die Prozessbeteiligten innerhalb der drei Planungsdomänen – OEM Produktion, OEM Logistik und LDL – als auch externe Anspruchsgruppen wie Lieferanten, Frachtführer und Netzanbieter zu zählen. Die organisatorischen Schnittstellen gehen mit informationstechnischen Schnittstellen einher. Bedeutung der Ergebnisse Die in AP 2.1 durchgeführten Arbeiten haben dazu beigetragen, relevante Anforderungen für die Gestaltung der mittelfristigen Transportplanung zu identifizieren. Die bei der Erstellung des Anforderungskatalogs zusammengetragenen Anforderungen stellten die Leitlinie für die Entwicklung der in AP 2.2 dokumentierten Planungsprozesse dar. Hierbei wurden zum einen ökologische Anforderungen, wie die Auslastungserhöhung und Verkehrsverlagerung, aber auch unternehmerische Ziele wie Effizienz und Planungssicherheit berücksichtigt. Neben Planungszielen wurden Anforderungen an den Umfang und Ablauf der Planung gestellt. Die in den GOM festgehaltenen formalen Anforderungen sollen darüber hinaus eine hohe Qualität der Prozessdokumentation sicherstellen. 2.2.2 AP 2.2: Definition von Prozessen für die Überplanung und Aktualisierung der Transportstrukturen Zielsetzung Um eine bessere Koordination zwischen der Produktionsterminierung und Transportplanung zu erreichen, zielt InTerTrans auf eine Abstimmung zwischen neuen Methoden und Prozessen in der Terminierung (Arbeitspaket 3.3) und innovativen Transportplanungsprozessen ab. Die Planung von Transportnetzwerken ist durch eine Zweiteilung in einen langfristigen Horizont, in dem Rahmenverträge geschlossen und Abläufe festgelegt werden, und einen kurzfristigen Planungshorizont, in dem Transporte abgewickelt, bei Bedarf kurzfristig storniert oder zugekauft werden, gekennzeichnet. Eine derzeit fehlende taktische Transportplanung führt zu ineffizienten und damit ökologisch sowie ökonomisch suboptimalen Transportstrukturen, da entweder Ressourcen bereit gehalten werden, die letztlich ungenutzt bleiben, oder Sondertransporte Mängel in der Planung kompensieren bzw. von Anfang an der flexible Verkehrsträger Straße eingesetzt wird und Verlagerungspotenziale auf die Schiene nicht InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 38 ausgeschöpft werden. Folgen sind u. a. unzureichend ausgelastete Verkehrsmittel und die häufig fehlende Berücksichtigung der umweltfreundlichen Verkehrsträger Schiene und Wasser. Ziel des Forschungsprojektes ist, den Übergang der Transportplanung hin zu einer iterativen mittelfristigen Aktualisierung der Transportstrukturen zu bewältigen. Um dies zu erreichen, wurde im Arbeitspaket 2.1 zunächst ermittelt, welche Anforderungen an eine solche iterative Überplanung der Transportstrukturen gestellt werden müssen. Aus der theoretischen Auseinandersetzung im Arbeitspaket 1 und der Aufnahme des Planungsprozesses in der Praxis (Arbeitspaket 6) wurden Ansätze für Prozessverbesserungen identifiziert. Darauf aufbauend werden in diesem Arbeitspaket neue Prozesse entwickelt. Um zu einer dynamischen Transportplanung auf mittelfristiger Ebene zu gelangen, die das in AP 2.1 erarbeitete Anforderungsprofil erfüllt, muss die bestehende Transportplanung erweitert werden. Insbesondere sind geeignete Prozesse für die Überplanung und Aktualisierung der Transportstrukturen festzulegen. Eine weitere, wichtige Maßgabe bei der Entwicklung der Transportplanungsprozesse ist die Berücksichtigung von Schnittstellen zur Terminierung, die im Rahmen der später erfolgenden Integration der Prozesse ein reibungsloses Zusammenspiel ermöglichen. Dem Arbeitspaket 4 wird insoweit vorgegriffen, dass der Informationsaustausch zwischen beiden Planungen als Prämisse aufgenommen wurde. Im Bereich der Transportplanung sollen die Informationen aus der Produktionsplanung effizient für eine Anpassung der Transportprozesse an das Produktionsprogramm genutzt werden. Die Anpassung soll auf Basis definierter Planungsprozesse erfolgen, die in diesem Bericht erläutert werden. Sowohl interne als auch externe Partner erhalten Informationen über die zukünftig geplanten Transporte (Transportvorschau an Spediteure). Wesentliche Logistikparameter werden an die Produktionsplanung zurückgemeldet und später bei der Einplanung neuer Produktionsaufträge berücksichtigt (Arbeitspaket 3.2). Methodik Zu Beginn des Arbeitspaketes 2.2 wurden die theoretischen Grundlagen, die zu Beginn des Projekts zusammengetragen wurden, geprüft und aus den vorhandenen Publikationen wurde eine grobe Prozessskizze erstellt. Diese diente zusammen mit den in der Praxis aufgenommenen Ist-Prozessen und der zuvor erhobenen Anforderungsliste als Ausgangspunkt für die Prozessentwicklung. Die Entwicklung der Planungsprozesse in Terminierung und Transportplanung fand zunächst gemeinsam statt. So wurden in zwei gemeinsamen Workshops grundlegende Entscheidungen über die Gestaltung des Informationsaustauschs, den Planungshorizont und den Planungsumfang getroffen. Als Ergebnisse dieser Diskussionen wurde die Entwicklung eines Virtuellen Transport- und Terminierungs-Modells festgehalten. Dieses Instrument stellt die Basis für einen kontinuierlichen Informationsaustausch beider Planungen, aber gleichzeitig auch eine Möglichkeit für deren separate, an die jeweiligen Erfordernisse der Organisationseinheiten angepasste Ausgestaltung, dar (vgl. AP 3.3). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 39 Nach der Klärung dieser grundlegenden Aspekte erfolgte die detaillierte Ausarbeitung der Transportplanungsprozesse in kleinen Gruppen und mehreren aufeinander aufbauenden Workshops, die sich zum einen den OEM-Transportplanungsprozessen und zum anderen den Planungsprozessen des LDL widmeten. Durch die Diskussionen zwischen Projektpartnern und mit Anwendern in der Praxis wurden Freiheitsgrade identifiziert und neue Anforderungen aufgenommen. Eine wesentliche Herausforderung war der Detailgrad der Prozessdarstellung. Zum einen besteht das Ziel dieses Projekts darin, ein möglichst konkretes und detailliertes Bild der integrierten Terminierung und Transportplanung zu zeichnen. Zum anderen sind Planungsprozesse schwer generalisierbar, da sie stets so eng wie möglich an die Erfordernisse des jeweiligen Unternehmens angepasst sein sollten. Viele Aspekte sind Freiheitsgrade und werden selbst innerhalb eines Unternehmens für verschiedene Transportgüter oder Verkehrsträger unterschiedlich ausgestaltet sein. Dieser Sachverhalt wurde dadurch adressiert, dass neben einem Prozessüberblick, der projektfremden Interessenten als Einführung dienen soll, eine detaillierte Prozessbeschreibung erstellt wurde, die zwar ebenfalls generisch, jedoch etwas enger an die Erfordernisse der Praxispartner angelehnt ist. Ergebnisse Prozess der taktischen Transportplanung Eine wesentliche Neuerung bei der Gestaltung eines die Transportplanung und Produktionsplanung integrierenden Planungsprozesses ist eine gemeinsame Informationsbasis (Virtuelles Transport- und Terminierungsmodell – VTTM). Diese enthält neben Informationen über Produktionsaufträge und Restriktionen für deren Einplanung alle verfügbaren Informationen über das Logistiknetzwerk, wie Relationen, Kapazitäten und gebuchte Transporte. • Sequencing constraints • Planning of Material demand • Capacity planning • Short term call off • Delivery concepts • Container assignment • Automobile characterization Sequencing Booking of Staged • Incoming orders capacities freezing • Cancelation Calculation Order of required parts generation • Inbound planning Pulse assignment • Transportation planning (in- / outbound) • Schedules • Capacity of transportation • Availability • Sales forecast • Production capacities • Plant allocation • Heavy Items Abbildung 10: VTTM als Plattform für Informationsaustausch • Incoming orders InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 40 Abbildung 10 zeigt, wie verschiedene Organisationseinheiten mit dieser gemeinsamen Informationsbasis interagieren. Der Vertrieb und der Handel füllen das VTTM mit Auftragsdaten. Über die spezifizierten Aufträge erfolgt eine Stücklistenauflösung, damit von den Fertigprodukten auf die Teilebedarfe geschlossen werden kann. Die Vergabe des Produktionstermins erfolgt unter der Einhaltung der von der Produktionsplanung festgelegten Sequenzierungsregeln. Anhand des Produktionstermins können schließlich bereits die benötigten Distributionskapazitäten gebucht werden. Sequenzierungsregeln können Restriktionen aus der Produktion, der Beschaffung, der Logistik und ggf. aus weiteren Bereichen abbilden. Sie werden in harte Regeln, die unbedingt einzuhalten sind, und weiche Regeln, deren Erfüllung mit zusätzlichen Vorteilen verbunden ist, klassifiziert. Während Maschinenkapazitäten in der Regel fix sind und harte Restriktionen darstellen, ist die Logistiklosgröße eine weiche Restriktion, da ihr Überschreiten durch einen zusätzlichen Transport ausgeglichen werden kann. Die Definition der Restriktionen erfolgt in den einzelnen Planungsabteilungen. In der Logistik wird auf Basis der erwarteten Transportaufkommen für die Perioden das Transportnetzwerk optimiert. Die vorgesehenen Transportkapazitäten und Fahrpläne werden dann der Produktionsplanung als Restriktionen zur Verfügung gestellt, die daraus Sequenzierungsregeln erstellt und die Produktionsreihenfolge bestimmt. In ähnlicher Weise werden auch Maschinenkapazitäten, Lieferantenkapazitäten usw. berücksichtigt. Die Prüfung und Bewertung alternativer Transportkonzepte erfolgt in einem iterativen, mehrstufigen, kollaborativen Prozess zwischen Automobilproduzent und Logistikdienstleister (s. Abbildung 11). Der Automobilproduzent identifiziert den Änderungsbedarf in seinem Logistiknetzwerk und ermittelt mögliche Alternativen. In enger Zusammenarbeit mit dem Logistikdienstleister wird anschließend deren Realisierbarkeit geprüft und die aussichtsreichste Alternative schließlich umgesetzt. Der Logistikdienstleister fungiert wiederum als Mittler zu Netzanbietern, Frachtführern und Waggonanbietern. Transportplanung OEM Abstimmung zwischen OEM und LDL Transportplanung LDL Abstimmung zwischen LDL und Dritten (Frachtführer, Netzbetreiber, etc.) Abbildung 11: Überblick über die taktische Transportplanung InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 41 Eine wesentliche Neuerung stellt die Interaktion der Transportplanung mit der Produktionsplanung dar, die über das in AP 3.3 näher erläuterte Virtuelle Terminierungs- und Transportplanungsmodell erfolgt. Hier sind die Auftragsdaten in ihrer jeweils aktuellsten Version gespeichert. Gleichzeitig kann dieses Modell für die Übermittlung von logistischen Restriktionen an die Produktionsplanung genutzt werden (s. Abbildung 11). Der taktischen Transportplanung sind die Prozesse der Absatz-, Produktions- und Beschaffungsplanung vorgelagert. Aus diesen wird der beschaffungs- und distributionsseitige Transportbedarf abgeleitet, der die Planungsgrundlage der taktischen Transportplanung darstellt. Im Gegensatz zur heutigen Planung auf Jahresdurchschnittswerten soll dabei eine zeitliche Segmentierung vorgenommen werden, um bei der taktischen Transportplanung Schwankungen, die z. B. durch Saisonalitäten oder Modellwechsel verursacht werden können, angemessen zu berücksichtigen. Die taktische Transportplanung wird angestoßen, wenn neue Daten aus der Produktionsterminierung verfügbar sind, wenn Konfliktmeldungen oder Initiativangebote durch den Logistikdienstleister vorliegen, oder wenn Einsparpotenziale gesucht werden (s. Abbildung 12). Bei den Daten aus der Produktionsplanung handelt es sich um prognostizierte Materialbedarfe und Fertigfahrzeuge, die entweder aus einer Umplanung/Regelanpassung im VTTM resultieren oder dadurch entstehen, dass eine neue Periode erstmals geplant wird. Allerdings erfolgt nicht bei jeder kleinen Änderung der Produktionsdaten direkt eine Neuplanung der Transporte. Vielmehr wird zunächst ausgewertet, inwiefern die Änderungen eine suboptimale Auslastung des Netzwerks zur Folge haben. Ist dies nicht der Fall, muss die taktische Transportplanung nicht angestoßen werden und die Transportvolumina werden nur dem Logistikdienstleister gemeldet. Regelanpassung im VTTM Planung einer neuen Zeitscheibe Kennzahlenprüf ung Kurzf ristige Umplanung Initiativangebot des LDL Freigabe d. Planungsstandes Taktische Transportplanung Konf liktmeldung durch LDL Suche nach Einsparpotenzialen Abbildung 12: Anstoß der taktischen Transportplanung Vorschau an LDL X InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 42 Auf Basis der aktuellen Produktionsinformationen findet eine Überplanung des Transportnetzes statt (s. Abbildung 13). In einem ersten Schritt wird das aktuelle Transportnetzwerk abgebildet und das sich durch die veränderten Produktionsdaten ergebende Lastprofil ermittelt. Mit Hilfe eines Last- und Kapazitätsvergleichs wird die Auslastung des Transportnetzes überprüft. Schwachstellen und Einsparpotenziale können so offengelegt werden. Falls durch das veränderte Transportaufkommen in einem bestimmten Zeitraum der Auslastungsgrad zu stark absinkt, wird geprüft, welche anderen Transportkonzepte für die entsprechende Relation sinnvoll sein können. Aktivierung d. Planung in VTTM Schwachstellen- u. Potenzialanalyse Erstellung optimierter Szenarien Ableitung v. Steuerungsregeln Simulation Produktion u. Transporte Szenariobewertung u. Auswahl Aktualisierte Transportvorschau Ausschrei- ... bung geänderter Relationen Erarbeitung weiterer Szenarien Abbildung 13: Taktische Transportplanung Bei einem Absinken des Volumens kann es so zum Beispiel zu einer Frequenzreduzierung oder zu einem Wechsel von Direktrelation zu einer Sammelfahrt bzw. einem Milkrun kommen. Darüber hinaus wäre ein Verkehrsträgerwechsel denkbar. Aber auch der Anstieg des Transportvolumens kann der Anstoß für eine Anpassung des Netzwerks sein. Bei dauerhaft höherem Transportvolumen kann die Umwandlung einer Relation, die bislang durch den Gebietsspediteur bedient wurde, in eine Direktrelation erfolgen. Die kontinuierliche in Abstimmung mit potenziell einzusetzenden Logistikdienstleistern durchgeführte Prüfung von Bündelungspotenzialen, also größeren Transportvolumina innerhalb einer Region, dient der Verbesserung des Modal Splits aus ökologischen Gesichtspunkten. Es kann durchaus der Fall auftreten, dass für räumlich nahe Relationen, die mit Lkw bedient werden, die Auslastung der Verkehrsmittel sehr hoch ist. Jedoch besteht hier unter Umständen die Möglichkeit, verschiedene Relationen zusammenzufassen und auf einen anderen Verkehrsträger umzusteigen. Bei größeren Entfernungen kann sich hier intermodaler Verkehr anbieten: Verschiedene Lieferanten, die vorher per Lkw-Direktrelation an das produzierende Werk lieferten, senden ihre Waren nun zunächst koordiniert zu einem Umschlagpunkt in der Nähe. Von dort aus werden sie per Bahn weiter zum Werk transportiert. Im Gegensatz zu heute wird durch diesen Ansatz die kontinuierliche Prüfung einer möglichen Verlagerung von Transporten auf die Schiene gewährleistet. All diese alternativen Transportkonzepte werden als Szenarien aufbereitet. Um auch die Auswirkung der einzelnen Szenarien auf andere Planungsdomänen bewerten zu können, müssen Steuerungsregeln bestimmt werden, die als Logistikparameter in die Terminierung eingehen. Im Rahmen einer integrierten Simulation der Produktion und der Transporte können Kennzahlen gewonnen werden, anhand derer nicht nur die Auswirkungen der Änderungen auf die Logistik, sondern auch die Auswirkungen auf die Produktion untersucht werden können. Aus den erstellten Szenarien wird das Beste ausgewählt und umgesetzt. Hierfür InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 43 werden die geänderten Lastdaten an Logistikdienstleister weitergegeben, neue Relationen ausgeschrieben oder bestehende Kontrakte erweitert. Planungsende Transportvorschau vom OEM Vorschauanalyse Transportplanung Prognoseübermittlung Keine Planung nötig Beschaf f ung von Kapazitäten Umsetzungsplanung Konf liktmeldung Initiativangebot Abbildung 14: LDL-Transportplanungsprozesse auf Basis einer Transportvorschau Auch auf Seiten des Logistikdienstleisters werden durch die taktische Überplanung des Transportnetzwerks beim OEM definierte Planungsprozesse angestoßen (s. Abbildung 14). Der Logistikdienstleister plant die Transportressourcen. Dabei verfolgt er eine kundenübergreifende, effiziente Routen- und Umlaufplanung der Transportmittel, sodass insbesondere Leerläufe minimiert werden können. Aufbauend auf einer groben Umlaufplanung bestimmt er den Kapazitätsbedarf an Ressourcen (Fahrzeuge, Lademittel, Personal, Fläche, Trasse, usw.). Falls eigene Ressourcen eingesetzt werden und diese in ausreichender Anzahl vorhanden sind, ist keine weitere Handlung erforderlich. Falls die bestehenden Ressourcen nicht ausreichen, ist die externe Beschaffung der Unterdeckung anzustoßen. Sofern fremde Ressourcen genutzt werden, die in ausreichendem Maße vorhanden sind, wird den entsprechenden Partnern zu deren Planung eine aktualisierte Transportvorschau übermittelt. Die Planungsaufgaben eines Logistikdienstleisters hängen stark davon ab, ob eigene oder fremde Ressourcen eingesetzt werden, und ob der Lastlauf durch den OEM vorgegeben wird oder nicht (s. Abbildung 15). Sofern der Logistikdienstleister eigene oder fest angemietete Ressourcen in einer Gebietsspedition einsetzt, ist er beispielsweise für die komplette Umlaufplanung verantwortlich, während er nur Lastläufe planen muss, sofern er bei Subunternehmern one-way-Transporte einkauft. In Abhängigkeit dessen sind für den LDL auch unterschiedliche Planungsdimensionen für die Kapazitätsplanung von Interesse. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 44 Ressourceneigner Planungsaufgaben des LDL Lastlauf variabel Charakter Transportkette (z.B. Gebietsspedition) Lastlauf fix (z.B. Milk-Run, Direktrelation) LDL Subunternehmer Umlaufplanung für Lastund Leerlauf Tourenplanung für Lastlauf Umlaufplanung mit Fokus Leerlauf „Transportabruf“ Ressourceneigner Planungsdimensionen Lastlauf variabel (z.B. Gebietsspedition) Charakter Transportkette Lastlauf fix (z.B. Milk-Run, Direktrelation) LDL Subunternehmer Tourlänge von Last- und Leerlauf und Anzahl Stopps sowie Anzahl Transporte je Periode Tourlänge und Stopps im Lastlauf sowie Anzahl Transporte je Periode Tourlänge insb. Leerlauf & Anzahl Transporte je Periode Anzahl Transporte je Periode Abbildung 15: Planungsaufgaben und Planungsdimensionen des LDL Änderungen am Kapazitätsbedarf können zu einer Anpassung von Linien- und ad-hoc Verkehren innerhalb des Netzwerks des Logistikdienstleisters führen, was wiederum die Kontraktierung oder Dekontraktierung von Frachtführern zur Folge hat. Je transparenter Informationen über künftige Volumenänderungen bei den ausführenden Dienstleistern sind, desto effizienter kann der Ressourceneinsatz aus gesamtwirtschaftlicher Sicht erfolgen. Im Wesentlichen ergeben sich fünf Planungsfälle (s. Abbildung 16): InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 45 1. Die Anpassung des Netzwerks an eine vom OEM übermittelte Transportvorschau 2. Die Bearbeitung von Ausschreibungen auf bisher nicht bediente Relationen 3. Die Validierung und Hebung von Bündelungspotenzialen 4. Die Erstellung von Initiativangeboten, die dem OEM unterbreitet werden 5. Die gemeinsame Lösung eventueller Konflikte. Während in den ersten drei Fällen die Initiative vom OEM ausgeht, stellt das Initiativangebot eine Möglichkeit dar, dass der LDL von sich aus Potenziale adressiert, indem er z. B. Volumen für Rückfahrten bei unpaarigen Transporten akquiriert. OEM Transportvorschau (Volumen und Relation durch bestehenden Kontrakt abgedeckt) Ausschreibung (Volumen oder Relation nicht durch bestehenden Kontrakt abgedeckt) Bündelungspotenzial Initiativangebot prüfen Gemeinsame Konfliktlösung LDL Kapazität und LDL-Netzwerk an Transportvorschau anpassen Ausschreibung bearbeiten Bündelungspotenzial Initiativangebot erstellen Konfliktmeldung Abbildung 16: Planungsfälle Freiheitsgrade bei der Ausgestaltung des Soll-Prozesses Horizont der Planung Die hier beschriebenen, mittelfristigen Transportplanungsprozesse beziehen sich auf den Zeitraum zwischen der meist jährlich stattfindenden Absatzplanung und der Übergabe der Wochenprogramme an die Werke rund zwei Wochen vor der Produktion. Sie sind damit der langfristigen Netzwerkgestaltung, die sich an den strategischen Unternehmenszielen ausrichtet, nachgelagert und der operativen Ausführung vorgelagert. Vorlauf der Planung InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 46 Innerhalb dieses mittelfristigen Horizonts sind eine Vielzahl von Planungsvorläufen denkbar: Bei Gebietsspeditionstransporten, die heute i. d. R. mit sehr kurzem Vorlauf (z. B. ein Tag) bestellt werden, ist eine Ausweitung des Planungshorizonts auf mehrere Tage oder wenige Wochen möglich. Demgegenüber werden für die Planung des Schienenverkehrs längere Horizonte benötigt, da mehrere Partner eingebunden und aufeinander abgestimmt werden müssen. Als Ausnahme können hier Sonderzüge bzw. Flextrains gelten, die wiederum auch kurzfristig eingesetzt werden können. Als Anhaltspunkt für die Bestimmung des minimalen Planungsvorlaufs kann Abbildung 17 dienen. Einzelmaßnahme LKW Sondertransport Ausschreibung LKW für Milkrun/Direktrelation Einzelwagenverkehr für definierte Relation Einzelwagenverkehr für neu einzurichtende Relation Flextrain* Variotrain* Plantrain *Machbarkeit und Qualität mit Unsicherheit behaftet, ohne Equipment Plantrain international* KV national 1 Tag 3 Tage 1 Woche 1 Monat 2 Monate 0,5 Jahre 1 Jahr Abbildung 17: Minimaler Planungsvorlauf für Straßen- und Schienenverkehr Rhythmus der Überplanung Der Rhythmus der Überplanung ergibt sich zum einen aus dem Vorlauf: Beträgt der Vorlauf nur wenige Tage, so muss entsprechend oft geplant werden. Zum anderen ist die Volatilität der Transportmengen entscheidend. Schwanken die Bedarfe oft, so kann sich eine häufige Überplanung rentieren. Sind die Transportmengen konstant, so ist über längere Zeiträume keine Anpassung erforderlich. Das hier vorgestellte Modell ermöglicht es, den Planungsrhythmus als Freiheitsgrad zu erhalten. Somit können z. B. der Straßen- und der Schienenverkehr zu unterschiedlichen Zeiten und mit unterschiedlicher Häufigkeit überplant werden. Zudem ist ein ereignisorientierter Planungsanstoß möglich. Granularität der Planung Unter Granularität ist der Detailgrad der Planung zu verstehen. Während die Produktionsplanung im InTerTrans-Prozess bereits frühzeitig sehr feingranular auf der Ebene einzelner Produktionstakte durchgeführt wird, erscheint es sinnvoll, im Rahmen der mittelfristigen Transportplanung diese Produktionsdaten zu Tages-, Wochen-, oder Monatsscheiben zu aggregieren. Dieses Vorgehen reduziert die Komplexität und ermöglicht es gleichzeitig, verlässliche Aussagen zu generieren. Bei der Auswahl einer sinnvollen Granularität InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 47 sind die Qualität der zur Verfügung stehenden Planungsdaten und der zusätzliche Nutzen eines höheren Detailgrads abzuwägen. Des Weiteren können Transportgüter mit gleichen Logistikeigenschaften in der Planung zusammengefasst werden. Sind z. B. fertige Fahrzeuge zu transportieren, so ist nur deren Typ, nicht deren Ausstattung, von Interesse. Meist sind nur die Abmessungen und das Gewicht von Relevanz, nicht jedoch deren Sachnummer. Sensibilität der Planung Da zu transportierende Mengen aufgrund des variablen Produktionsprogramms und der schwankenden Kundennachfrage ständigen Veränderungen unterworfen sind, stellt sich die Frage, zu welchem Zeitpunkt ein Eingriff in die Transportprozesse erfolgen bzw. das Netzwerk angepasst werden soll. Abhängig ist diese Entscheidung zum einen vom Ausmaß der erfolgten Lastveränderung: Je größer diese Veränderung desto lohnenswerter ist eine Anpassung. Andererseits stellt sich die Frage nach der Stabilität. Ändern sich Mengen nachhaltig, so sollte das Netzwerk angepasst werden. Bei kurzzeitigen Ausschlägen kann die Bestellung von Sondertransporten oder die Abbestellung einzelner Transporte das günstigste Mittel sein. Ein drittes Kriterium ist der mit der Anpassung verbundene Planungsaufwand: Sind Prozesse weitestgehend automatisiert und die Kommunikation mit dem Dienstleister problemlos, so ist eine Anpassung schneller umsetzbar. Weitreichende Änderungen sind in der Regel mit hohem Planungsaufwand verbunden und verursachen eine hohe Amortisationsdauer. Anwendbare Transportkonzepte Die prinzipiellen Planungsprozesse beziehen sich auf alle Verkehrsträger und Transportkonzepte. In den Arbeitspaketen 1.1 und 1.2 wurden unterschiedliche Verkehrsträger, Verkehrsmittel und Transportkonzepte und ihre Einsatzmöglichkeiten erläutert. Dabei wurde festgestellt, dass, wenngleich Aussagen bezüglich allgemeiner Einsatzkriterien möglich sind, eine exakte Abgrenzung der Einsatzgebiete hinsichtlich Transportmenge, Entfernung oder Schwankungsbreite nicht erfolgen kann. Eine Bewertung von Handlungsalternativen sollte deshalb einzelfallbezogen je Relation oder Netzwerkausschnitt vorgenommen werden und nach dem in AP 4.2 entwickelten Bewertungskonzept erfolgen. Bedeutung der Ergebnisse Im zweiten Arbeitspaket wurde der Ansatz der taktischen Transportplanung untersucht und ein Sollprozess entwickelt. Zusammenfassend können folgende, kritische Erfolgsfaktoren für die Verwirklichung effizienter Transportprozesse festgehalten werden: Strukturierte und definierte Prozesse in der Transportplanung Regelmäßige vorausschauende Prüfung und Optimierung des Transportnetzwerks Überplanung auf Basis aktueller Auftrags- und Prognosedaten Regelmäßige Analyse von Bündelungspotenzialen Betrachtung aller Verkehrsträger InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 48 Verbesserung der Entscheidungsqualität und der Effizienz von Entscheidungsprozessen durch innovative Planungsmethoden Frühzeitige Kommunikation mit Logistikdienstleistern Formulierung von Restriktionen für die logistikintegrierte Produktionsplanung Nutzung eines integrierten Terminierungs- und Transportmodells zum Austausch relevanter Daten Die im Rahmen des AP 2.2 entwickelten Prozesse zur mittelfristigen Transportplanung wurden parallel mit dem Konzept des VTTM in AP 3.3 erarbeitet. Durch die frühzeitige Berücksichtigung von gegenseitigen Abhängigkeiten zwischen Produktionsterminierung und Transportplanung wurde bereits eine wichtige Grundlage für die anschließende Entwicklung eines integrierten Workflows in AP 4.1 gelegt. Zudem wurden im Rahmen der Prozessmodellierung bereits erste Anforderungen an die nun folgende Entwicklung eines prototypischen Softwarewerkzeugs dokumentiert. Gemeinsam mit der in AP 5 entwickelten Softwareunterstützung stellt die in AP 2 erforschte, mittelfristige Transportplanung einen wesentlichen Hebel zur Effizienzsteigerung in der Transportlogistik dar und trägt dazu bei, die Auslastung von Transporten zu erhöhen und eine verstärkte Nutzung umweltfreundlicher Verkehrsträger zu erzielen. 2.3 AP 3: Transportgerechte Auftragsterminierung Ziel des Arbeitspakets 3 ist die Entwicklung neuer Prozesse und Lösungsverfahren, die in der Terminierung eine Berücksichtigung logistischer Anforderungen ermöglichen. Hierzu werden in den Arbeitspaketen 3.1 und 3.2 Anforderungen und logistische Eingangsgrößen hergeleitet, die zur Erreichung der Zielsetzung einer logistikintegrierten Terminierung erforderlich sind. Die Ergebnisse dieser Arbeitspakete werden dann in Arbeitspaket 3.3 bei der Erstellung neuer Prozesse und Lösungsverfahren verarbeitet. 2.3.1 AP 3.1: Anforderungen aus Transportnetzen an die Terminierung Zielsetzung Ziel des Arbeitspakets war die Erstellung eines Katalogs von Anforderungen, welche aus der Transportplanung abgeleitet wurden und an die Programmplanung gerichtet sind. Im nachfolgenden Arbeitspaket 3.2 wurde dieser Katalog aufgegriffen und detailliert. Idealerweise werden alle Anforderungen schließlich in AP 3.3 umgesetzt. Selbst wenn dies nicht für alle gelingt, ist es wichtig, hier einen möglichst umfassenden Anforderungskatalog zu formulieren. Methodik Dafür erfolgte zu Beginn des Arbeitspaketes eine Beschreibung der relevanten zeitlichen Planungsebenen der Programm- und Transportplanung. Nach einer Abgrenzung und Beschrei- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 49 bung der Verantwortungs- und Aufgabenbereiche von Beschaffungs-, Distributionslogistik und Produktion, konnten schnittstellenübergreifende Anforderungen abgeleitet werden. Die Ausgangsbasis hierfür bildete das in AP 1.4 entwickelte und vorgestellte Zielsystem. Für die dort aufgeführten transportrelevanten Ziele ließen sich geeignete Maßnahmen für die in der Automobilindustrie üblichen Transportkonzepte (z. B. Direktrelation, Gebietsspediteurkonzept) bestimmen. In einem zweiten Schritt wurden ausgehend von einer konkreten Maßnahme Anforderungen an die Programmplanung definiert, um die Zielerreichung zu unterstützen. Ergebnisse Zu den abgeleiteten Anforderungen zählen insbesondere die Blockung, Glättung und Nivellierung von Produktionsbedarfen. Unter Blockung versteht man die Anordnung von Produktionsaufträgen, die bestimmten logistischen Kriterien genügen, in der Produktionssequenz in zeitlicher Nähe. Ein Mittel, um Fahrzeugtransporte von Lkw auf Ganzzug umstellen zu können, besteht beispielsweise in der Blockung von Aufträgen für die zugehörige Relation, sodass innerhalb einer kurzen Zeitspanne eine ausreichend große Menge an Aufträge produziert wird, um den Zug zu füllen. In diesem Zusammenhang sei die benötigte Menge an Aufträgen als logistische Losgröße definiert. Ziel der Glättung ist die Einstellung eines gleichmäßigen Teilebedarfs für die Beschaffungslogistik. Nivellierung meint im Gegensatz dazu die Einstellung eines gleichmäßigen Auftragsvolumens. Da zahlreiche Eigenschaften zu 100 % in den Fahrzeugen verbaut sind, zieht eine Nivellierung auch gleichzeitig eine Glättung der Bedarfe, die aus diesen 100 % Eigenschaften entstehen, nach sich. Aufgrund der unterschiedlichen Charakteristik der Kopplung von Beschaffungs- und Distributionslogistik mit der Produktion wurden die Maßnahmen und Anforderungen für den Beschaffungs- und Distributionsbereich getrennt aufgeführt. Anforderungen aus der Beschaffungslogistik Im Rahmen der Ableitung von Anforderungen an den Terminierungsprozess aus Sicht der Beschaffungslogistik wurden die Transportkonzepte Direktrelation, Gebietsspedition und Milkrun sowie intermodale Verkehre beleuchtet. Die Anforderungen der Transportkonzepte werden im Folgenden tabellarisch aufgeführt: Anforderungen aus der Beschaffungslogistik: Direktrelation In der Tabelle 3 sind, ausgehend von dem übergeordneten Zielsystem, die Anforderungen an die Transportplanung und Terminierung für das Transportkonzept Direktrelation sowie notwendige Maßnahmen aufgeführt. Lieferanten OEM LKW, Bahn Abbildung 18: Direktrelation InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 50 Hauptziel Abgeleitete Ziele Anforderung Transportplanung Maßnahme Transport Anforderung „transportorientierte“ Programmplanung Hohe ökologische Effizienz/ niedrige Kosten Verkehrsvermeidung durch hohe Auslastung Geringer Leerlauf planbare, stante) (kon- Glättung (Wochenübergreifend) Trans- portmittelkapazität Geringer Leerstand der Transportressourcen synchronisierte auf Basis des Fahrplanes Fahrpläne (Vollund Glättung Leergut- transporte) Hohe Auslastung der Lastläufe Blockung auf Logistiklosgrößen bei JiT/JiS, ansonsten durch Bestände entkoppelt Niedrige Kosten Niedrige Logistikkosten Straße-> Schiene Blockung von Blockung auf Transportmittelkapazitäten Transportbedarfen Straße-> Wasser Blockung von Transportbedar- Blockung auf Transportmittelkapazitäten fen Tabelle 3: Anforderungen an eine transportorientierte Programmplanung für das Transportkonzept Direktrelation Anforderungen aus der Beschaffungslogistik: Gebietsspedition Die Gebietsspedition transportiert kleinere Stückgutladungen von Lieferanten zum Werk. Dabei ist der Transport oft zweistufig: Vorlauf und Hauptlauf. Transportmittel ist in der Regel der Lkw. Lieferanten Lieferant A OEM Lieferant B LKW LKW, Bahn Lieferant C Lieferant D Abbildung 19: Gebietsspediteurkonzept InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 51 In Tabelle 4 werden die aus dem Zielsystem abgeleiteten Anforderungen der an die Programmplanung beschrieben. Hauptziel Abgeleitete Ziele Anforderung Transportplanung Maßnahme Transport Hohe ökologische Effizienz/ niedrige Kosten Verkehrsvermeidung durch hohe Auslastung Geringer Leerlauf Routenoptimie- Anforderung „transportorientierte“ Terminierung rung Sicherstellung konstanter Bedarfsmengen (Glättung), die einen 1:1- Leerguttausch ermöglicht Geringer stand Leer- Routenoptimie- Rechtzeitige Einplanung rung Glättung der aus Gebiets- Fahrplan spedition abgerufenen Volumina Kurze, streckenoptimierte Lastläufe Hohe Auslastung der Lastläufe Blockung von Teilen jeweils nah beieinander liegender Lieferanten Transportbedarfsicherstellung durch Blockung oder Glättung von Produktionsbedarfen. Niedrige Kosten Niedrige Logistikkosten Gleichmäßige Terminalauslastung Abgestimmte Fahrpläne Blockung zur Sicherstellung einer hohen Auslastung der Fahrplantakte Glättung zur Realisierung des Fahrplanes Tabelle 4: Anforderungen aus dem Gebietsspediteurkonzept Anforderungen aus der Beschaffungslogistik: Milkrun Milkruns zeichnen sich durch eine sequenzielle Abholung von Bedarfen bei mehreren Quellen und einer direkten Belieferung der Senke ohne dazwischenliegende Konsolidierungspunkte aus. Neben dem Vollgut- wird auch der Leerguttransport durchgeführt. Lieferanten OEM Lieferant A Lieferant B Lieferant C Lieferant D LKW Abbildung 20: Milkrun-Konzept InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 52 Um dieses Konzept durchführen zu können, werden folgende Anforderungen gestellt: Drei bis vier Quellen pro Tour Eine Senke Stabile Abrufe Über definierten Zeitraum festgelegte Fahrpläne Festgelegte Abhol- und Anlieferzeitfenster Leergutrückfluss in Tour inkludiert Die abgeleiteten Anforderungen an die Transportplanung und Terminierung sind in der folgenden Tabelle dargestellt: Hauptziel Abgeleitete Ziele Anforderung Transportplanung Maßnahme Transport Anforderung „transportorientierte“ Programmplanung Hohe ökologische Effizienz/ niedrige Kosten Verkehrsvermeidung durch hohe Auslastung Geringer Leerlauf Inkludieren des Sicherstellung konstanter Leergutrück- Bedarfsmengen bei Milkrun- flusses Lieferanten für eine Auslastungserhöhung (Glättung auf Basis der Taktung) Kurze, streckenoptimie rte Lastläufe Routenopti- Nutzung der Kenntnisse über mierung die Abstimmung Standorte der Lieferanten der Lieferabru- zur Optimierung der Trans- fe porte mittels Lieferabrufen (Frequenz, Bedarfe) und (Blockung) Abholzeitpunkte, Gesamtbedarfe Sicherstellung konstanter mit dem Liefe- Bedarfsmengen (Glättung auf rantennetz Basis der Taktung) (Standorte, Bedarfe) Hohe Auslastung der Lastläufe Abstimmung Nutzung der Kenntnisse über der Lieferabru- die fe (Frequenz, Standorte der Lieferanten in Abholzeitpunk- der Produktionslogistik zur te, Bedarfe) Optimierung der Transporte mit dem Liefe- mittels Lieferabrufen (Blo- rantennetz ckung) (Standorte, Gesamtbedarfe Sicherstellung und konstanter Bedarfe) Bedarfsmengen bei Milkrun- Inkludieren des Lieferanten Leergutrück- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 53 flusses Niedrige Kosten Niedrige Logistikkosten Niedrige Streckenkosten Vermeidung Nutzung der Kenntnisse über von Umwegen die Standorte der Milkrun- Vermeidung Lieferanten zur Optimierung von mittels der Lieferabrufe (Blo- maut- ckung) pflichtigen Routen Gleichmäßige Terminalauslastung Abgestimmte Fahrpläne Gleichmäßige Verteilung der ankommenden Transporte über die Lieferabrufe Tabelle 5: Anforderungen aus der Milkrun-Konzeption Anforderungen aus der Beschaffungslogistik: Intermodaler Verkehr Intermodaler Verkehr ist definiert als „Transport von Gütern in ein und derselben Ladeeinheit oder demselben Straßenfahrzeug mit zwei oder mehreren Verkehrsträgern, wobei ein Wechsel der Ladeeinheit, aber kein Umschlag der transportierten Güter selbst erfolgt“ (vgl. ,17). Bei einem gebrochenen Verkehr erfolgt dagegen ein Umschlag der transportierten Güter (ohne den Container oder Behälter) selbst (vgl. AP 1.2). Ausgehend von der obigen Definition wird unter Vernachlässigung von Transportumschlägen von der unten aufgeführten wahrscheinlichsten Ausgestaltungsform einer intermodalen Transportkette ausgegangen: Vorlauf (Lkw) Hauptlauf (Ganzzug) Ggf. Nachlauf (Lkw) Anforderungen können aus jedem der drei Transportbestandteile heraus definiert werden. Bezüglich des Vorlaufes können folgende Anforderungen definiert werden: Hauptziel Abgeleitete Anforderung Ziele Transportplanung Maßnahme Transport Anforderung „transportorientierte“ Programmplanung InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts Hohe ökologische Effizienz/ niedrige Kosten Verkehrsvermeidung durch hohe Auslastung Geringer Leerlauf 54 Paarige Transporte von Vollund Leergut Materialverbrauch muss so sein, dass Voll- und (analog) Leergutstrom je Relation bzw. Region pro Tag möglichst paarig sind (Vollständige Paarigkeit unmöglich, Leergutvolumen insgesamt i.d.R geringer) Regelmäßige, planbare Transporte (Erhöhung der Chance auf Rückvolumen bei anderen Versendern) Geglätteter, eingefrorener Materialverbrauch je Relation Dynamisch Dynamische Blockung / auf Ressourcenzustand des LDL angepasste Transporte Kurze, streckenoptimiert e Lastläufe bei Sammelgut Routenoptimierte Lieferbzw. Transportabrufe (z. B. zeitgleicher Abruf geo- Glättung mit variierenden Parametern Blockung nach geografischer Lage der Zulieferer: Routenoptimierter Verbrauch bzw. routenoptimierte Produktionsreihenfolge graphisch dicht beieinander liegender Zulieferer) Niedrige Kosten Niedrige Logistikkos- Große Sendungen und damit wenig Quellen je Tour Relationsbezogene Blockung nach Zulieferer Hohe Auslastung der Lastläufe Gesamte Transportabrufe aus einer Region entsprechen einem Vielfachen an Logistiklosgrößen. Blockung nach Logistiklosgrößen (Material und Leergut) je Region Niedrige Streckenkosten Routenoptimierung, so dass mautpflichtige Routenoptimierte ckung Blo- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts ten 55 Abschnitte vermieden werden können Geringer Handlingaufw and/ wenig Umschläge Große Sendungen und damit wenig Quellen / Beladevorgänge je Tour Relationsbezogene Blockung je Zulieferer Anpassung Zulieferabrufverhalten Geringer Leerstand bzw. Zukauf am Spotmarkt Stetige, geglättete Transportabrufe je Zeiteinheit Konstante Glättung nach Transportkapazitätsverbrauch je „Relationenklasse“ je Planungszeitscheibe An- zahl eingesetzter Lkw je „Relationen-klasse“30 Tabelle 6: Anforderung aus dem Vorlauf intermodaler Verkehre mittels Lkw Folgende Anforderungen ergeben sich aus dem Hauptlauf intermodaler Verkehre: Hauptziel Hohe ökologische Effizienz/ niedrige Kosten Abgeleitete Anforderung Ziele Transportplanung Maßnahme Transport Verkehrsvermeidung durch hohe Auslastung Hohe relationsbezogene Volumenverfügbarkeit zum Transportzeitpunkt Blockung der Produktionszeitpunkte für Sendungen je Hauptlaufrelation Transport von Mengen entsprechend der Kapazität Relationsbezogene Produktion in „Logistiklosgrößen“ Paarige Transporte (Shuttle) Verbrauch von Material so, dass zum Transportzeitpunkt eine entsprechend großes Volumen an Leergut vorhanden ist Hohe Auslastung der Lastläufe Geringer Leerlauf 30 Anforderung „transportorientierte“ Programmplanung Es ist evtl. nicht ausreichend, die Gesamtanzahl an benötigten Lkw zu betrachten, da LkwLkw’s von Subunternehmern ggf. nur auf bestimmten Relationen bzw. „Relationenklassen“ (unterschiedliche Relationen mit geographisch relativ nah beieinander liegender Quelle bzw. Senke) eingesetzt werden dürfen. Daher kann eine weitere Segmentierung nach solchen Klassen sinnvoll sein. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts Niedrige Kosten / Niedrige Logistikkosten 56 Möglichst langfristige Planung der Transporte (je höher die Vorlaufzeit, desto höher die Qualität) Möglichst langfristig festgelegte Produktion (hohe Forecastgüte) Transport nach (regelmäßigem) Fahrplan Taktung der Produktion (bzw. der Abrufe), so dass entsprechend dem Fahrplan abgerufen werden Hohe Planbarkeit Tabelle 7: Anforderung aus den Ganzzug-Hauptläufen intermodaler Verkehre Bezüglich des Nachlaufs wird davon ausgegangen, dass sämtliche intermodalen Transporteinheiten zur gleichen Senke (Werk) transportiert werden. Folgende Anforderung ergibt sich aus dem Nachlauf. Hauptziel Hohe ökologische Effizienz/ niedrige Kosten Abgeleitete Anforderung Ziele Transportplanung Maßnahme Transport Anforderung „transportorientierte“ Terminierung Verkehrsvermeidung durch hohe Auslastung Geringer Leerstand Konstante An- Geglättete Produktion zahl an zu transportierenden intermoda- bzw. geglätteter Materialverbrauch, so dass die Anzahl zu transportieren- len Transporteinheiten pro Tag der Transporteinheiten konstant ist Tabelle 8: Anforderungen aus dem Nachlauf intermodaler Verkehre Anforderungen aus der Beschaffungslogistik: Anforderungen aus dem Betrieb von Ganzzugverkehren und Schiff sowie einer Verkehrsverlagerung Die folgende Tabelle beschreibt Anforderungen, die aus dem Betrieb von Ganzzug- oder Schiffsverkehren resultieren. Diese Anforderungen gelten gleichermaßen, wenn eine Verlagerung von Lkw auf Zug oder Schiff erreicht werden soll. Hauptziel Hohe ökologische Effizienz/ niedrige Kosten / Verkehrs- Abgeleitete Anforderung Ziele Transportplanung Maßnahme Transport Verkehrsvermeidung durch hohe Auslastung Hohe Auslastung der Lastläufe Hohe relationsbezogene Volumenverfügbarkeit zum Transportzeitpunkt Anforderung „transportorientierte“ Programmplanung Blockung der Produktionszeitpunkte, so dass in einem kurzen Zeitraum ein hohes Sendungsvolumen je Relation resultiert InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts verlagerung Geringer Leerlauf 57 Transport von Mengen entsprechend der Kapazität Produktion, so dass relationsbezogener Materialverbrauch (einem Vielfachen) einer „Logistiklosgröße“ entspricht Paarige Transporte (Shuttle) Verbrauch von Material so, dass zum Transportzeitpunkt eine entsprechend großes Volumen an Leergut vorhanden ist Dynamisch auf Ressourcenzustand des LDL angepasste Dynamische Blockung / Glättung mit variierenden Parametern Glättung der Produktion nach Kapazitätsverbrauch der Transportressourcen Transporte, z. B. fehlende Verfügbarkeit eines Güterwagentyps Gleichmäßig hohe Flottenauslastung Geringer Leerstand Stetige Transportabrufe je Zeiteinheit. Konstante Anzahl eingesetzter Ressourcen je Zeiteinheit (Waggons bzw. Waggontage, Crew, Traktion) optimalerweise je Relation Hohe Planbarkeit Transport nach (regelmäßigem) Fahrplan Taktung der Produktion (bzw. der Abrufe), so dass entsprechend dem Fahrplan abgerufen werden Möglichst langfristige Planung der Transporte (je höher die Vorlaufzeit, desto höher die Qualität und Machbarkeit) Möglichst langfristig festgelegte (eingefrorene) Produktion (hohe Forecastgüte) Tabelle 9: Anforderungen aus Ganzzug- und Schiffsverkehren InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 58 Anforderungen aus der Beschaffungslogistik: Drehscheibenkonzept auf der Schiene (Zugsysteme) Neben Ganzzügen, die direkt zwischen Quelle und Senke verkehren, werden in großen automobilen Netzwerken auf der Schiene auch Waggongruppen transportiert, die indirekt zwischen Quelle und Senke verkehren. Dies bedeutet, dass sie auf sog. Drehscheibenbahnhöfen einoder mehrfach mit anderen Waggongruppen konsolidiert und dekonsolidiert werden, um eine hohe Zugauslastung zu erreichen. Folgende Anforderung gilt zusätzlich zu den obigen Anforderungen von intermodalen Ganzzugverkehren im Hauptlauf. Hauptziel Hohe Planbarkeit / Hohe Effizienz Abgeleitete Ziele Anforderung Transportplanung Maßnahme Transport Anforderung „transportorientierte“ Programmplanung Hohe Auslastung Konstante Transportmengen je Relation, um Waggonüberläufe bzw zu geringe Zugauslastungen bei bzw. nach Aufnahmeund Absetzhalten zu vermeiden Blockung bzw. Glättung der Produktion, damit Materialabrufe mit Gesamtsystem abgestimmt sind Tabelle 10: Anforderungen aus einem Drehscheibenkonzept auf der Schiene Anforderungen aus der Distributionslogistik Zur Ableitung von Anforderungen aus der Distributionslogistik wurden die typischerweise anzutreffenden Transportketten untersucht. In Anlehnung an Gudehus (s. Abbildung 21) kann zwischen den dargestellten Transportketten unterschieden werden. Die Differenzierung erfolgt nach den eingesetzten Verkehrsträgern und nach der Entfernung zum Ziel. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts WU 59 Nahzustellung LKW WU Nahzustellung LKW UP Ferntransport LKW oder Bahn Abnehmer Werk WU Transport LKW oder Bahn HU Ferntransport Schiff HU WU Transport LKW oder Bahn HU Ferntransport Schiff HU Nahzustellung LKW Transport LKW oder Bahn UP Nahzustellung LKW Übergabe Abnehmer ZP8 Abbildung 21: Transportketten in der Fertigfahrzeugdistribution (vgl. Gudehus 2005) Aus dieser Einteilung können folgende Transportbausteine abgeleitet werden, für die im Folgenden die abgeleiteten Anforderungen tabellarisch aufgeführt werden: Bahntransport Hauptlauf Lkw-Transport Hauptlauf Lkw-Verteilfahrt Schiffstransport Anforderungen aus der Distributionslogistik: Bahntransport Hauptlauf Durch die Blockung von Fahrzeugen für eine Relation kann das Transportkonzept Ganzzug schneller eingesetzt werden, da hierdurch die Sammelzeiten und Bestände am Werk verkürzt werden und somit das Konzept für eine größere Anzahl von Relationen wirtschaftlich werden kann. Der erleichterte Einsatz von Ganzzügen führt zu einer schnelleren Distribution und zu einer Verlagerung von Transporten von der Straße auf die Schiene. Hauptziel Abgeleitete Ziele Anforderung Transportplanung Maßnahme Transport Anforderung „transportorientierte“ Programmplanung Hohe ökologische Effizienz/ niedrige Kosten Verkehrsvermeidung durch hohe Auslastung Kurze, streckenoptimierte Lastläufe von Blockung (Tag) statt Glättung (Wochenübergrei- Einsatz Ganzzug Einzelwaggons fend) auf Basis der Taktung oder Lkw Hohe Auslastung der Lastläufe Blockung auf Logistiklosgröße InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts Niedrige Kosten Niedrige Logistikkosten Niedrige Streckenkosten 60 Ganzzug mögli- Blockung (Tag) kos- Glättung (Wochenübergrei- cherweise tengünstiger als fend) auf Basis der Taktung Einzelwaggon oder Lkw Hohe ökologische Effizienz Verkehrsverlagerung Straße Schiene CO2 Blockung (Tag) Verlage- Glättung (Wochenübergrei- Einsparung durch rung von Lkw auf fend) auf Basis der Taktung Bahn Tabelle 11: Anforderungen aus dem Hauptlauf (Bahn) Anforderungen aus der Distributionslogistik: Lkw-Transport Hauptlauf Durch eine produktionssynchrone Beauftragung und schnelle Ladungsbildung können LkwTransporte schneller und mit weniger Bestandsaufbau im Werk gebildet werden. Darüber hinaus können getaktete, paarige Verkehre zwischen zwei Senken und zwei Quellen, wobei jeweils eine Quelle und eine Senke örtlich zusammen liegen, zu einer Erhöhung der Gesamtauslastung des Lkw führen, da Leerläufe vermieden werden. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 61 Hauptziel Abgeleitete Ziele Anforderung Transportplanung Maßnahme Transport Anforderung „transportorientierte“ Programmplanung Hohe ökologische Effizienz/ niedrige Kosten Verkehrsvermeidung durch hohe Auslastung Geringer Leerlauf getakteter, paa- Blockung (Tag), riger Lkw Trans- Glättung (Wochenübergrei- Niedrige Kosten port zwischen 2 Senken Hohe Auslastung der Lastläufe Niedrige Logistikkosten fend) auf Basis der Taktung Quellen und 2 Niedrige Streckenkosten Blockung auf Logistiklosgröße Streckenkosten sinken Glättung (Wochenübergreifend) auf Basis der Taktung durch Vermeidung Leerlauf Kurze DLZ und geringe Bestände Verringerung der Bestände Blockung im Werk durch produktionssynchro ne Beauftragung und schnelle Reihenfüllung Tabelle 12: Anforderungen aus dem Hauptlauf (Lkw) Anforderungen aus der Distributionslogistik: Lkw-Verteilfahrt Bei einer gezielten Blockung von Fahrzeugen für Händler, die in einem Einzugsgebiet angesiedelt sind, wird die Möglichkeit geschaffen, direkt mit einer Verteilfahrt Fahrzeuge anzuliefern. Das führt zu der Einsparung einer Handlingstufe und zu Verkehrsvermeidung durch potenziell verkürzte Transportstrecken. Hauptziel Abgeleitete Ziele Anforderung Transportplanung Maßnahme port Hohe ökologische Effizienz/ niedrige Kosten Verkehrsvermeidung durch hohe Auslastung Kurze, streckenoptimierte Lastläufe Trans- Direktverkehr vom Werk zum Handel Anforderung „transportorientierte“ Programmplanung Blockung, logistische Losgröße InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts Niedrige Kosten Niedrige Logistikkosten Geringer Handlingaufwan d von Blockung möglichst zielrein Handling auf Zielbahnhof Kurze DLZ und geringe Bestände Vermeidung 62 Verringerung der Blockung möglichst zielrein Durchlaufzeit durch Einsparung Handling Zielbahnof auf (1-2 Tage) Tabelle 13: Anforderungen aus Lkw-Verteilfahrten Anforderungen aus der Distributionslogistik: Schiffsverkehr Durch eine schiffssynchrone Produktion und Anlieferung der Fahrzeuge im Hafen wird die Standzeit der Fahrzeuge im Hafen verringert. Durch die Verkürzung des Zeitraums zwischen Eingang im Hafen und Verladung auf das Schiff werden die Bestände im Hafen verringert. Hauptziel Abgeleitete Ziele Anforderung Transportplanung Maßnahme Transport Niedrige Kosten Niedrige Logistikkosten Geringer Handlingauf wand Anforderung „transportorientierte“ Programmplanung Verringerung Handlingaufwand durch Taktung Blockung möglichst niedrigere Bestände zielrein Hohe Auslastung der Lastläufe Kurze DLZ und geringe Bestände Blockung auf Logistiklosgröße Verringerung der Durch- Blockung, Taktung laufzeit und Bestände im Hafen durch schiffssynchrone Anlieferung Tabelle 14: Anforderungen aus dem Schiffsverkehr Zusammenfassend kann festgestellt werden, dass wiederkehrende Anforderungen die frühzeitige Kenntnis der aus dem Programm resultierenden Transportbedarfe sowie die Möglichkeit zur gezielten Einflussnahme auf Programm und Sequenz durch eine Blockung oder Glättung darstellen. Dabei unterscheiden sich die Mechanismen der Einflussnahme auf das Programm hinsichtlich der Umsetzung der Anforderungen aus Beschaffungs- und Distributionslogistik. Aus Sicht der Distributionslogistik beziehen sich die Anforderungen der Blockung und Glättung direkt auf die Fahrzeuge, die mit der Terminierung beeinflusst werden. Aus Sicht der Distributionslogistik werden die Anforderungen der Blockung und Glättung indirekt über die resultierenden Teilebedarfe gestellt. Die Umsetzung der beschaffungslogistischen Anforderungen beinhaltet damit eine zusätzliche Komplexität. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 63 2.3.2 AP 3.2: Eingangsgrößen aus Transportnetzen für die Terminierung Zielsetzung Aufbauend auf dem Zielsystem aus AP 1.4 und den Anforderungen an die Terminierung aus AP 3.1 wurden in AP 3.2 neue logistische Eingangsgrößen für die Terminierung definiert (s. Abbildung 22). Die Integration und Berücksichtigung von zusätzlichen logistischen Eingangsgrößen in der Terminierung gewährleisten eine optimale Ausgangslage für die Transportplanung. Durch deren Berücksichtigung sollen Ziele wie eine Auslastungserhöhung gefördert werden, indem in der Terminierung der Materialverbrauch auf die Fahrpläne abgestimmt werden. InTerTrans Zielsystem (AP 1.4) Anforderungen der Transportplanung an die Terminierung (AP 3.1) Eingangsgrößen aus den Transportnetzen zur Steuerung der Terminierung (AP 3.2) Abbildung 22: Unterordnung von AP 3.2 in InTerTrans Methodik Für eine Ermittlung von zusätzlichen Eingangsgrößen aus dem Transportnetz in die Terminierung wurde folgende Methodik angewandt: In einem ersten Schritt sind mittels der Literatur Parameter identifiziert worden, welche das Transportnetz beschreiben. Um eine ganzheitliche Berücksichtigung aller Parameter zu gewährleisten sind Lieferketten und die Transporte selbst berücksichtigt worden. Lieferketten und Transporte stellen einzubeziehende, relevante Elemente dar, da diese das Transportnetz beschreiben. Nach einer Strukturierung und Konsolidierung der gesammelten Parameter in zeitliche, ladungsrelevante und strukturelle Parameter wurden in einem zweiten Schritt die logistischen Parameter mit den Anforderungen aus AP 3.1 verglichen. Um nun die Relevanz der Parameter in ihrer Gesamtheit zu ermitteln wurde ein Bewertungsverfahren eingesetzt, welches auf alle Anforderungen und Parameter angewendet wurde. Ergebnisse Das methodische Vorgehen ergab, dass Anliefer- bzw. Abholzeit, die Transportkapazität und Ladeeinheit zu den wichtigsten logistischen Parametern zählen, welche aufgrund der Anforderungen in der Terminierung berücksichtigt werden müssen (s. Abbildung 23). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts Was? Wann? Woher? Artikel Wieviel? Wohin? Volumen Zeit Autotyp Eigenschaft Artikelgruppe Sachnummer 64 Volumen/ Periode Pro Woche Pro Monat Pro x Tage Pro Schicht Volumen/Zeitpunkt Quelle Land Region (z.B. PLZ) Lieferant (Lief.Nr.) Ladestelle Werk Anliefertag Fahrplan Zulässige Sammelzeit Senke abgeleitet aus der Kapazität des Transportmittels: Gewicht Volumen Laderaumabmaße Land Region (z.B. PLZ, Markt) Werk Werkstor Zielbahnhof Lademeter Gesamtvolumen Logistiklosgröße Anzahl Fahrzeuge Anzahl Palletten Anzahl Artikel Händler Hafen Crossdock etc. Abbildung 23: Logistikparameter für die Produktionsplanung 2.3.3 AP 3.3: Neue Prozesse der Terminierung Zielsetzung Ziel des Arbeitspakets 3.3 ist die Entwicklung von Prozessen und Lösungsverfahren, die in der Terminierung eine Berücksichtigung logistischer Anforderungen ermöglichen. Hierzu wurden in den Arbeitspaketen 3.1 und 3.2 Anforderungen und logistische Eingangsgrößen hergeleitet, die zur Erreichung der Zielsetzung einer logistikintegrierten Terminierung erforderlich sind. Ein gemeinsamer Terminierungsprozess, der die Durchgängigkeit von der Prognose bis zur Produktion gewährleisten soll und dabei eine große Anzahl an verschieden Organisationseinheiten innerhalb eines Unternehmens integriert, bedarf einer gemeinsamen Datengrundlage als Ausgangsbasis. Hinzu kommt die zu erwartende Komplexitätssteigerung des Prozesses im Zuge einer Erweiterung um die relevanten Parameter aus der Logistik, wodurch bei den Arbeiten an AP 3.3 schnell der Bedarf an einem integrierten Informationsmodell für die Terminierung und Transportplanung offenbar wurde. Ergebnisse Zentrales Ergebnis des Arbeitspakets ist das Konzept eines virtuellen Terminierungs- und Transportplanungsmodells und der darauf basierende logistikintegrierte Terminierungsprozess. Im Folgenden wird erst das Datenmodell und dann der Prozess vorgestellt. Das Konzept eines „Virtuellen Terminierungs- und Transportmodells“ (VTTM) soll einen durchgängigen und validen Austausch der Informationen im Terminierungs-, aber auch im Transportplanungsprozess, ermöglichen und dazu beitragen, allen beteiligten Organisationseinheiten stets die aktuelle gesicherte Informationsbasis zur Verfügung zu stellen. Abbildung 24 zeigt verschiedene Organisationseinheiten eines OEM, die in ihren Funktionen im Terminierungsprozess auf das VTTM zugreifen. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts Auftragseingang 65 Produktionskapazitäten Werk / Heavy Items Beschaffungsplanung Fahrzeugbeschreibung Sequenzierung & Einfrieren, Kapazitätsplanung Virtuelles Terminierungs- und Transportplanungsmodell Vertriebsprognose Materialbedarfsplanung / Transportplanung (inbound /outbound) Fahrzeugsteuerung Transportplanung (inbound / outbound) Abbildung 24: Organisationseinheiten des OEM mit Zugriff auf das VTTM Das im Forschungsprojekt konzipierte VTTM strebt keineswegs die Ablösung oder den vollständigen Ersatz der bestehenden Systeminfrastruktur an. Vielmehr ist es als ein virtuelles Modell zu sehen, das über Schnittstellen an bestehende Systeminfrastrukturen angebunden werden kann (s. Abbildung 25). Neben dem großen Vorteil eines zentralen Zugriffspunkts auf eine valide Datenbasis, die im heutigen Prozess nicht in einer solchen durchgängigen Form verfügbar ist, kann das VTTM im Zuge der Umsetzung von InTerTrans-Forschungsergebnissen um weitere Funktionalitäten erweitert werden, die für die innovative Terminierung unter Berücksichtigung logistischer Kriterien erforderlich sind. Hierzu wird im AP 3.3 bereits die Grundlage für ein Stufenkonzept zur Umsetzung gelegt, das im Arbeitspaket 4.3 ausgearbeitet wird. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 66 Abbildung 25: VTTM als zentraler Informationszugriffspunkt mit Schnittstellen zu bestehender Systeminfrastruktur Das VTTM bietet den Zugriff auf verschiedenste terminierungsrelevante Informationen, die über die Subprozesse der einzelnen Organisationseinheiten (OE) im Terminierungsprozess entstehen (siehe Abbildung 26). Beispielsweise können hier die grundlegenden Informationen zum Fahrzeugaufbau und zur Fahrzeugbeschreibung genannt werden, die von den Organisationseinheiten Konstruktion, Logistik und Vertrieb definiert werden. Diese Informationsbasis umfasst die Verfügbarkeit einzelner Produkte und Ausstattungsmerkmale in verschiedenen Märkten sowie die Regelwerke zur Teileauflösung der möglichen Kombinatorik von Ausstattungsmerkmalen an den verschiedenen Produktionsstandorten. Auf Basis der bereitgestellten Informationen über die Fahrzeug- und Ausstattungsverfügbarkeit in einzelnen Märkten können durch die OE Vertrieb Absatzprognosen getroffen werden, welche die Basis für die weitere Planung des Produktionsprogramms darstellen. Zentraler Gedanke der Planungsprozesse ist es, zum Planungszeitpunkt die jeweils detaillierteste gesicherte Information zu verwenden. Daher sollen durch den Vertrieb neben den Fahrzeugvolumen auch Mengen für einzelne Ausstattungsmerkmale prognostiziert werden, für die aus dem angeschlossenen Händlernetzwerk und dem allgemeinen Umfeld Bedarfsprognosen abgeleitet werden können. Als Beispiel sei hier die Initiative der kalifornischen Regierung zur Förderung von Bio-Diesel Fahrzeugen genannt. Solche Informationen können seitens des Vertriebs Eingang in eine Absatzprognose auch für Motoren finden. Hier wird mit den neuen Prozessen eine Abkehr von bestehenden Prozessen, z. B. im Volkswagen Konzern, vollzogen, in denen die Absatzprognose lediglich Fahrzeugvolumina umfasst. Eine weitere Neuerung im Umfeld des VTTM gegenüber den aufgenommenen Ist-Prozessen im Volkswagen Konzern, ist die Planung auf der Basis von Planaufträgen. Die Erzeugung solcher Planaufträge kann eine Funktionalität der VTTM darstellen. Mittels der Vertriebsprognosen und durch deren Ergänzung für nicht prognostizierte Ausstattungsmerkmale, z. B. aus Vergangenheitsdaten, können bereits Monate vor dem Produktionsstart vollständig spezifizierte InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 67 Planaufträge erzeugt werden31. Es gibt Automobilhersteller (z. B. Daimler AG), die bereits auf Auftragsbasis planen, allerdings lassen sich keine Ansätze einer integrierten Transport- und Reihenfolgeplanung finden. Für einen Überblick über den Auftragsabwicklungsprozess der Automobilindustrie siehe (WAGENITZ 2007). Virtuelles Terminierungs- und Transportplanungsmodell • • • • • Schichtpläne Taktzeiten Heavy Items Maximale Kapazitäten Maximaler Schichtüberhang • Formalisierung der Sequenzierungsregeln • Werksbelegung • Stornierungen Data • • • • • • • • • Fahrpläne Kapazitäten Relationen Formulierung von Sequenzierungsanforderu ngen und Priorisierung Feinabruf / Vorschau Verfügbarkeiten Zulieferallokationen Anlieferkonzepte Behälterzuordnung • Erzeugung und Überplanung von Planaufträgen mit Prüfung gegen konkreten Auftrag • Sequenzierung • Buchen von Aufträgen gegen Transport- & Produktionskapazitäten • Verwaltung von Zulieferkapazitäten • Vollständigkeitsprüfung • Takterzeugung • Kapazitätsverwaltung • Teilebedarfsrechnung • Gestuftes Einfrieren • Feinplanung der Schichten Data Abbildung 26: Auszug aus der Informationsbasis und Funktionen des VTTM Das Arbeiten mit Planaufträgen im Terminierungsprozess bietet die erforderliche Informationsgenauigkeit für die Terminierung auch unter logistischen Gesichtspunkten. Die Genauigkeit der Planaufträge hängt zwar stark von der Güte der Prognose ab, stellt jedoch keine Verschlechterung zu einer aggregierten Sichtweise dar, da die Genauigkeit auf der Aggregationsstufe gleich bleibt. In der Tat ist die Planungsgüte sogar tendenziell besser, da die durch die scharfen Übergänge zwischen Einzelelementen der Datenaggregation (z. B. Wochen) entstehende Verwirbelung bei einer Detaillierung auf Aufträge (Sequenzierung von Wochenscheiben), durch eine direkte Planung auf Aufträgen (direkte Sequenzierung ohne Zwischenschritt über Wochenscheiben) wegfällt. Die Planaufträge können innerhalb des VTTM gegen die hinterlegten Produktionskapazitäten, aber auch gegen die hinterlegten Transportkapazitäten, gebucht werden. Dabei kann bereits auf die Planaufträge eine Sequenzierung angewendet werden, die neben Produktionsrestriktionen auch logistische Restriktionen, wie die schnelle Bildung von Transportlosen in der Distribution, berücksichtigt. Für diese Buchungsfunktionalität sind im operativen Einsatz eines VTTM Modi zur Simulation und zur eigentlichen Buchung vorstellbar, die einen Abgleich der Planung mit den verfügbaren Kapazitäten vor der Anwendung einer Planung ermöglicht. Die Buchung von Planaufträgen gegen die logistischen Kapazitäten ermöglicht die frühzeitige Identifikation von Unter- und Überlastungen einzelner Relationen und schafft damit den für 31 Normalerweise wird auf Basis von Volumenprognosen und Einbauratenprognosen geplant. Diese lassen aber u. a. keine Aussagen über die Kombinationen von Eigenschaften zu. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 68 die Transportplanung notwendigen zeitlichen Planungsvorlauf. Mittels der Anwendung der Regeln zur Teileauflösung können aus den Planaufträgen auch die Lasten für das Beschaffungsnetzwerk abgeleitet werden, so dass die angeführten Vorteile auch für die Beschaffungslogistik gelten. Die Kapazitäten, gegen welche die Planaufträge gebucht werden, setzen sich aus denen der Transportplanung (logistische Kapazitäten) und denen der Kapazitätsplanung des Werkes (Schichten, Arbeitsmittel und Personal) zusammen. Für die Kapazitätsplanung des Werks gilt es, sowohl die verfügbaren Maximalkapazitäten in der VTTM als auch das aktuell geplante Schichtmodell mit Informationen zur Flexibilität in der Schichtdauer bereitzustellen. Auf diese Weise kann beim Buchen der Planaufträge die verfügbare Flexibilität genutzt und sichergestellt werden, dass keine Überbuchung maximaler Produktionskapazitäten stattfindet. Im Zuge einer Planungsaktualisierung kann durch die OE Werk das Schichtmodell an die geplanten Produktionsvolumen angepasst werden. Von der ersten Bedarfsprognose bis zum Einfrieren der tatsächlichen Händlerbestellungen, die sukzessive die Planaufträge ersetzen, werden im Terminierungsprozess regelmäßig Aktualisierungen der Datengrundlage stattfinden. Eine möglichst hohe Stabilität in der einmal gebildeten Auftragssequenz über den gesamten Planungshorizont, ist hier für die Verwendung der Terminierungsdaten zur Transportplanung von zentraler Bedeutung. Damit eine möglichst stabile Planungsdatenbasis gewährleistet werden kann und nicht mit jeder Aktualisierung ein vollständig neues Ergebnis der Sequenzierung entsteht, wurde ein Vorgehensansatz zur Entwicklung eines Optimierungsverfahrens zur Erstellung einer robusten Auftragsreihenfolge unter Berücksichtigung von Anforderungen aus Produktion und Logistik entwickelt. Aufgrund der Komplexität geht eine solche Entwicklung über das AP 3.3 hinaus und wird im Rahmen des AP 5.2 sowie einer Dissertation fortgesetzt. Grundlage bildet die Definition eines um logistische Anforderungen erweiterten Optimierungsproblems („Transport Oriented Car Sequencing“, vgl. Schwede und Hellingrath 2010). Für das modulare heuristische Verfahren zur Lösung dieses Problems ist im Sinn einer Online-Optimierung charakteristisch, dass das Verfahren auf einem fortschreitenden Auftragsfenster arbeitet und in der Bewertung Kriterien der Stabilität der Reihenfolge gegenüber der optimierten Transportauslastung und den Produktionsregeln berücksichtigt. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 69 Handel Quelle Kundenauftrag Vertrieb Quelle Anpassung der Lastdaten Lastdefinition Programmplanung OEM Senke Programmplanungsregeln übernehmen Senke Programmplanungsregeln übernehmen Werksübergreifende Programmplanung: Prüfung und Regelanpassung VTTM Logistikorientierte Werkszuordnung & Grobsequenzbildung Logistikintegrierte SequenzOptimierung (Feinsequenz) Simulation und Bewertung (Produktion und Logistik) Prüfen ob Freigabepflichtige Änderung vorliegt VTTM Freigabe Planungsstand Mapping Kundenauftrag auf Planauftrag oder Direktverbuchung Rollenübergreifend Quelle Änderung Stammdaten etc. Anpassungen am Modell Werk Senke Sequenzregeln übernehmen Senke Sequenzregeln übernehmen Werksplanung: Prüfung und Regelanpassung Logistik OEM Logistikprüfung und Anpassung Senke Logistikszenario übernehmen Senke Logistikszenario übernehmen Abbildung 27: Übersichtsbild Terminierungsprozess Senke Planungszeitraum in VTTM Freigegeben InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 70 Überblick über den Terminierungsprozess Der im Forschungsprojekt InTerTrans entwickelte Terminierungsprozess (siehe Abbildung 5) zielt darauf ab, dass alle vorhandenen Informationen zum frühestmöglichen Zeitpunkt in maximalem Detail zur Verfügung stehen und zur Planung genutzt werden können. Hieraus soll eine verbesserte Abstimmung der Produktionsprogrammplanung32 mit der Transport- und Teilebedarfsplanung ermöglicht werden, was wiederum die Rahmenbedingungen für einen ökologischeren und ökonomischeren Gesamtprozess festlegt. Der Prozess bedient sich der Struktur des VTTM, entnimmt aus diesem Modell die Daten und stellt Planungsergebnisse für das Modell bereit. Der Terminierungsprozess beginnt aus diesem Grund schon mit dem Vorliegen erster Prognosen des Vertriebs. Diese wird innerhalb des Prozesses „Lastdefinition“ bearbeitet (siehe Abbildung 28). Vertrieb Quelle Anpassung der Lastdaten Quelle EBRGenerierungstart Erzeugen fehlender Einbauraten/ kombinationen Anforderung Planungsgerüst Quelle Prognosestart VTTM Senke Prognosestart Quelle Prognoseanpassung Integrierte Volumen- und Eigenschaftenprognose Planungsgerüst bereitstellen Senke Prognoseanpassung Ergebnisprüfung / Anpassung Senke EBRGenerierungstart Lastdefinition freigeben Senke Freigegebene Lastdefinition Abbildung 28: Detailprozess Lastdefinition Diese Prognosen beziehen sich auf Eigenschaften33 und auf Fahrzeugvolumen der verschiedenen Märkte, so dass schon zu diesem frühen Zeitpunkt Planaufträge generiert werden können, die das maximal mögliche Detailniveau der Planung darstellen. Falls für bestimmte Eigenschaften noch keine Vertriebsprognosen vorliegen, werden die Einbauraten dieser Eigenschaften mittels Historiendaten automatisch erzeugt, um so einen vollspezifizierten Planauftrag zu ermöglichen. Hierbei stellt sich insbesondere das Problem der Erzeugung von Eigenschaftenkombinationen, die schwierig zu prognostizieren sind. Die automatische Erzeugung bedarf der abschließenden Freigabe durch den Vertrieb. Im weiteren Verlauf folgen die Prozesse der Grobsequenzierung und Werkszuordnung, der Feinsequenzierung und der Simulation. 32 Die Produktionsprogrammplanung ist nach Wagenitz (2007) Teil des Auftragsabwicklungsprozesses. Sie definiert wann welche Produkte gefertigt werden und wird traditionell in Wochenprogramm-, Tagesprogramm- und Sequenzplanung unterteilt. 33 Eigenschaften in der Automobilbranche sind Ausstattungsvarianten eines Fahrzeugmodells (z. B. Navigationsgerät, Aluminiumfelgen, Sportsitze, usw.) Modell und Eigenschaften beschreiben das Fahrzeug komplett; aus den Eigenschaften leiten sich die Teilebedarfe eines Fahrzeugs her. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 71 VTTM Quelle Freigegebene neue Lastdefinition Werkszuordnung auf Volumenbasis und gepl. Distr. Zeit Planaufträge vollständig spezifizieren Gültigkeitsintervall setzen Teilebedarfsrechnung Kapazitätsplanung Quelle Veränderte Lastdefinition Quelle Änderung am VTTM Vorgenommen Quelle Planauftrag durch Kundenauftrag ersetzt Auswirkungen der Anpassungen ermitteln Quelle VTTM Start Grobsequenz Abbildung 29: Detailprozess Logistikorientierte Werkszuordnung & Grobsequenzbildung Sequenzinitialisierung (Grobsequenz) Senke Grobsequenz erstellt InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 72 In Abbildung 29 ist der Detailprozess der Werkszuordnung und der Grobsequenzbildung dargestellt. Beim Standardfall der Bearbeitung einer neuen Lastdefinition, werden die Aufträge einem Werk zugeordnet, welches in logistischer und kapazitativer Hinsicht geeignet ist. Auf Basis dieser Zuordnung werden Planaufträge vollständig spezifiziert und mit Gültigkeitsintervallen versehen, die die Einplanungsgrenzen des jeweiligen Auftrages festlegen. Diese Intervalle werden um das prognostizierte Fertigstellungsdatum herum festgelegt und verkleinern sich mit dem Voranschreiten des Auftrages in der Zeit, um dadurch die Stabilität der Planung hin zum Fertigstellungsdatum immer weiter zu erhöhen (siehe Abbildung 30). Tage + Wunsch - Plan Kundenbelegung Liefertermin Kommuniziert Einfrierstatus Zeit bis zum Eintreten des Wunschtermins Einplanungsintervall Abbildung 30: Änderung des Einplanungsintervalls über die Zeit Danach findet die Teilebedarfsrechnung inkl. Stücklistenauflösung statt, deren Ergebnis die Teilebedarfe und die zulieferseitigen Sequenzierungsregeln ist. Diese Regeln stellen sicher, dass es durch die Einplanung der Aufträge nicht zu Lieferengpässen bei den Zulieferern kommt. Die Aufträge werden dann basierend auf den Gültigkeitsintervallen und den Werkskapazitäten, die über Schichtmodelle abgebildet werden, in eine Grobsequenz überführt, die sicherstellt, dass Zulieferkapazitäten eingehalten und Fertigungsrestriktionen erfüllt werden können. Im Falle von Änderungen am VTTM, dem vorliegen neuer Kundenaufträge oder Änderungen der Lastdefinition durch Prognoseanpassungen, muss entscheiden werden, welche Auswirkungen die Änderungen auf die bereits erstellte Lösung haben. Ist die Zuordnung der Werke betroffen, wird an diesem Punkt neu begonnen, geht es lediglich um eine Änderung innerhalb eines Werkes muss nur dieses Werk betrachtet werden. Die Feinsequenzierung baut schließlich auf der Grobsequenz auf und sequenziert die Aufträge am aktuellen Datum beginnend von vorne nach hinten bzgl. aller Produktionsrestriktionen. Zum frühestmöglichen Zeitpunkt, zu dem Transportverbindungen, Kapazitäten und Abfahrzeiten bekannt sind (sie werden auf Basis der Primärsequenz von der Transportplanung berechnet), werden diese in der Terminierungsplanung berücksichtigt. Hierzu findet vor der Feinsequenzierung eine Zuweisung der Aufträge aus der Altsequenz zu den Transportmitteln statt – es werden also Aufträge auf Transportmittel gebucht. Diese Zuweisung stellt dann ebenfalls InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 73 eine Eingabegröße für die Feinsequenzierung dar, anhand derer die Erzeugung einer distributionsorientierte Sequenz ermöglicht wird. Bevor die Sequenz nun in die VTTM übertragen werden kann findet eine Simulation statt, durch welche die Auswirkungen der geplanten Sequenz auf ihr logistisches Umfeld geprüft werden. Kommt es zu Engpässen, schlechten Auslastungen oder hohen Beständen, werden diese besonders hervorgehoben. Im weiteren Prozessverlauf, muss das Ergebnis durch die Planer auf OEM-Ebene, auf Werksebene und von der Logistik freigegeben und bei Bedarf angepasst werden, was den Prozess von verschiedenen Einstiegspunkten aus von neuem startet. Bestellt ein Kunde ein Fahrzeug, wird dieses Ereignis dem System gemeldet. Diese Kundenaufträge müssen dann mit den Planaufträgen abgeglichen und ausgetauscht werden. Hierzu muss auf Basis einer Abstandsmetrik für jeden Auftrag ein geeigneter Tauschpartner bestimmt werden. Es ist zu erwarten, dass der Anteil an Planaufträgen zu Gunsten des Anteils an Kundenaufträgen mit Annäherung an das Fertigstellungsende abnimmt. Die bei Erreichen der „Frozen Period“ noch nicht ersetzten Planaufträge werden aus dem VTTM gebucht. Ein Ausgleich der Auslastung kann dann durch Vorziehen von Aufträgen und anschließender Resequenzierung erreicht werden, wobei im Besonderen darauf geachtet werden muss, dass die geplanten Transporte weiterhin eingehalten werden. Ein weiterer Aspekt ist die Veränderung des geplanten Fertigstellungstermins und die Konkretisierung des Kundewunschtermins. Leitet sich zu Anfang der Fertigstellung der Kundenwunschtermin ausschließlich aus der Prognose und durchschnittlichen Distributionszeiten ab, werden beide Termine im Laufe der Zeit konkretisiert. Beim Ersetzen des Planauftrags durch einen Kundenauftrag, tritt der echte Kundenwunschtermin an die Stelle des geplanten. Hat dann letztendlich die Transportplanung und die Feinsequenzierung im Übergang zur „Frozen Period“ stattgefunden, kann dem Kunden ein exakter Auslieferungstermin übermittelt werden. Die folgenden Abschnitte beziehen sich jeweils auf die Einzelprozesse des Standardablaufs in den oben abgebildeten Prozessschaubildern und erläutern deren Inhalt sowie die Schnittstellen zu Vorgänger- und Nachfolgerprozessen. 1. Anforderung Planungsgerüst/ Plangerüst bereitstellen (Lastdefinition) Dieser Prozessschritt erlaubt es dem Vertrieb, für einen bestimmten Markt einen bestimmten Fahrzeugtyp und eine bestimmte Eigenschaft die historischen und aktuell prognostizierten Einbauraten für einen Zeitraum der eingehenden Kundenbestellungen abzufragen. Durch die VTTM werden Filterungsmöglichkeiten und Versionierung verschiedener Planstände unterstützt. Input: Eigenschaftenkatalog pro Fahrzeugtyp Historische Daten von Fahrzeugen eines Typs inklusive Einbauraten von Eigenschaften, die in einem Zeitraum in einem Markt bestellt wurden Output: Daten von Fahrzeugen eines Typs inklusive Einbauraten von Eigenschaften, die in einem Zeitraum in einem Markt bestellt werden InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 74 2. Integrierte Volumen- und Eigenschaftenprognose (Lastdefinition) Eine integrierte Prognose des Fahrzeugvolumens und der Einbaurate von Eigenschaften soll es ermöglichen, dass die dem Vertrieb vorliegenden Informationen möglichst früh der Terminierung zur Verfügung gestellt werden. Hierbei sollte die Prognose nur auf Basis von relevanten Informationen erfolgen. Prognostiziert wird immer für einen bestimmten Markt, also das Volumen und die Einbauraten der Eigenschaften eines Fahrzeugtyps, die bestellt werden. Die fortschreitende Ersetzung von Plan- durch Kundenaufträge lässt mit der Zeit eine vorzeitige Validierung der Prognosegüte zu, die dann schon auf Basis der vorhandenen echten Aufträge angepasst werden kann. Eine Änderung der Prognose eines Zeitraums bezieht sich unter Berücksichtigung aller Kundenaufträge des Zeitraums immer nur auf die übriggebliebenen Planaufträge. Input: Eingabe durch den Vertrieb Output: Fahrzeugvolumen und Einbaurate der Eigenschaften des Typs im Markt pro Zeitraum des Auftragseingangs 3. Erzeugen fehlender Einbauraten/ -kombinationen (Lastdefinition) Da der Terminierungsprozess auf Grundlage von vollständig spezifizierten Planaufträgen arbeitet, muss für Eigenschaften eines Modells, für die bisher keine Prognose vorliegt, z. B. durch Historiendaten eine Einbaurate berechnet werden. Ein besonderer Fokus liegt hier auf den Eigenschaftenkombinationen, die jeweils zu einem Teilebedarf führen und besonders schwer zu berechnen sind. Input: Eigenschaftenkatalog pro Fahrzeugtyp Vorhandene Einbauraten der Fahrzeugtypen Historische Daten über Einbauraten von Eigenschaften der Modelle in den Märkten Output: Einbauraten der Modelle für Tage ohne Prognose für alle Märkte 4. Werkszuordnung auf Volumenbasis und geplanter Distributionszeit (Grobsequenz) Während der Auftragserzeugung findet die Werkszuordnung statt, da diese maßgeblich den geplanten Fertigstellungstermin bestimmt, je nach Werk ergibt sich eine unterschiedliche Durchlaufzeit zum Kunden. Die Werkszuordnung findet unter Berücksichtigung einer gleichmäßigen Auslastung zwischen den einzelnen Werken und der werksbezogenen und werksübergreifenden Transporte statt. Input: Einbauraten der Modelle für Tage ohne Prognose für alle Märkte Werke mit Plankapazitäten InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 75 Mittlere Plandurchlaufzeit eines Auftrags von der Bestellung bis zur Fertigstellung pro Fahrzeugtyp Zuordnung von Fahrzeugmodellen zu Werken Output: Werkszuordnung der Aufträge 5. Planaufträge vollspezifiziert erzeugen (Grobsequenz) Die Planaufträge werden automatisch, vollspezifiziert mittels Einbauraten und unter Berücksichtigung von Baubarkeitsregeln erzeugt. Da sich die Baubarkeitsregeln auf Zeiträume in Bezug auf den Fertigstellungstermin eines Fahrzeugs beziehen, müssen die für den Zeitraum des Auftragseingangs prognostizierten Einbauraten und Fahrzeugvolumen mittels der mittleren Plandurchlaufzeit vom Eingang der Bestellung bis zur Fertigstellung pro Fahrzeugtyp auf einen geplantes Fertigstellungsende vorwärtsterminiert werden. Diese Plandurchlaufzeit hängt von der Werkszuordnung des Fahrzeugtyps ab. Da die Fertigstellung des Auftrags zu diesem Termin noch nicht garantiert ist, wird zudem für jeden Auftrag ein Gültigkeitszeitraum für die Einplanung berechnet und ausgegeben. Dieser Zeitraum wird wiederum durch die Gültigkeitsdauer der aktuell gültigen Baubarkeitsregeln bestimmt. Bei einer Prognoseänderung steht auch die Stabilität der Planaufträge im Mittelpunkt, die zu diesem Zweck fest mit der Ausgangsprognose verbunden sind. Input: Baubarkeitsregeln mit zeitlicher Gültigkeit der Eigenschaften für bestimmte Modelle bezogen auf den Fertigstellungstermin Werkszuordnung der Aufträge Einbauraten für alle Eigenschaften und Modelle in den verschiedenen Märkten pro Zeitraum des Auftragseingangs Kundenaufträge pro Zeitraum des Auftragseingangs Output: Vollspezifizierte Planaufträge mit Planfertigstellungstermin und Bezug zum geplanten Auftragseingang Gültigkeitszeitraum für den Fertigstellungstermin pro Planauftrag 6. Gültigkeitsintervall setzten (Grobsequenz) Zu jedem Auftrag wird in diesem Schritt ein frühester und ein spätester Fertigstellungstermin (Verlassen des Fahrzeugs der Montage) gesetzt. Diese Termine definieren den gültigen Planungszeitraum, in dem der zugehörige Auftrag eingeplant werden muss. Die Größe des Intervalls hängt von verschiedenen Faktoren ab und soll dafür sorgen, dass ein Auftrag umso weniger Terminänderungen erfährt, je näher er seiner Fertigstellung kommt (siehe Abbildung 31). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 76 Abbildung 31: Herleitung des Einplanungsintervalls Erstens wird die maximale Ausdehnung des Intervalls durch den bei der Planauftragserzeugung vorgegebenen Gültigkeitszeitraum begrenzt und zweitens wirkt sich die Planungsverbindlichkeit, die ein Auftrag erreicht, auf die Größe des Intervalls aus. Die größte Ausdehnung hat das Intervall bei der ersten Einplanung des Auftrags, dann wird es zu Zeitpunkten, an denen externe Planungen auf der Basis des Auftrags durchgeführt werden (Zulieferkapazitäten, Transporte usw.), immer kleiner. Die Zuordnung zu einem konkreten Kundenauftrag und schließlich der Eintritt in die „Frozen Period“ verkleinern das Intervall erneut. Allgemein gilt die Regel, dass eine Intervallgrenze des Gültigkeitszeitraums nur auf die aktuelle Auftragsposition hin versetzt werden kann. Diese Regel kann nur im Falle einer Änderung harter Vorgaben, wie dem Gültigkeiten der Baubarkeitsregeln aus der Auftragserzeugung, missachtet werden. Hier kann eine Änderung des Intervalls dazu führen, dass der Auftrag außerhalb desselben liegt und deshalb verschoben werden muss. Input: Vollspezifizierte Aufträge mit Planfertigstellungstermin und Bezug zum geplanten Auftragseingang Planungsverbindlichkeit der Aufträge Gültigkeitszeitraum für den Fertigstellungstermin pro Planauftrag Output: Intervallgrenzen des gültigen Planungszeitraums pro Auftrag 7. Stücklistenauflösung (Grobsequenz) Das Ergebnis der Stücklistenauflösung aller Aufträge eines Zeitraums sind die Teilebedarfe für diesen Zeitraum. Der Abgleich dieser Bedarfe mit den Kapazitäten der Zulie- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 77 ferer für diese Teile stellt eine wesentliche Voraussetzung für die Auftragseinplanung auf Sequenzebene dar. Für kapazitätsbeschränkte Zuliefererteile bedeutet das, dass die Anzahl der Aufträge, die dieses Teil benötigen durch diese Kapazitätsgrenze beschränkt werden muss. Dies geschieht indem Sequenzierungsregeln der Form Ho:No34 abgeleitet werden. Hierfür wird die maximale Taktzeit a des Zulieferers, die zwischen der Erstellung zweier Teile vergeht mit der Taktzeit b des belieferten Werkes verglichen. Die Regel errechnet sich dann wie folgt: Des Weiteren wird ermittelt, in wie fern sich bestimmte Teile mit stark schwankenden und sehr geringen Bedarfen für eine beschaffungsseitige Blockung eigenen. Sind solche Teile identifiziert werden auch hierfür entsprechende Regeln formuliert. Input: Stückliste Vollspezifizierte Planaufträge mit Planfertigstellungstermin und Bezug zum geplanten Auftragseingang Zulieferer Kapazitäten (Taktzeit zwischen zwei Produktionen) Taktzeit der Werke Output: Teilebedarf pro Zeitraum Sequenzierungsregeln der Zulieferung für die Reihenfolgebildung (Inboundregeln) 8. Kapazitätsplanung (Grobsequenz) Für die einzelnen Werke muss vor der Einplanung der Aufträge in die Grobsequenz eine Kapazitätsplanung durchgeführt werden. Das Ziel der Planung ist es die Materialund Personalressourcen in den Werken und die bereits bekannten Anforderungen aus der Beschaffungs- und Distributionslogistik als Regeln für die Grobsequenzplanung zu formulieren. Bei der Planung der Personalressourcen müssen hierbei 2-Schicht und 3Schicht Szenarien verglichen werden. Sequenzierungsregeln der Produktion ergeben sich aus den technischen Kapazitäten und der Personalplanung. Regeln der Beschaffungslogistik beziehen sich auf eine Wochenübergreifende Glättung von Volumen und kritischen Eigenschaften, sowie auf eine allgemeine Glättung von Eigenschaften innerhalb der Tagesprogramme. Regeln der 34 Die Regel sagt aus, dass bezogen auf eine Eigenschaft o in einer Teilsequenz No maximal Ho Aufträge mit dieser Eigenschaft vorkommen dürfen. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 78 Distributionslogistik formulieren Blockung von Aufträgen mit demselben Ziel für bereits bekannte und vorgegebene Transportverbindungen. Input: Gültigkeitszeitraum für den Fertigstellungstermin pro Auftrag Mittelfristiger Transportplan (Kapazitäten und Abfahrtszeitraum für Züge und Schiffe) Vollspezifizierte Planaufträge mit Planfertigstellungstermin und Bezug zum geplanten Auftragseingang Rahmenbedingungen für die Kapazitätsplanung der Werke Output: Vorsequenzierungsregeln pro Zeitraum und Eigenschaft aus der Beschaffung, der Produktion und der Distribution 9. Sequenzinitialisierung (Grobsequenz) Einordnung der Aufträge in eine erste Sequenz. Die Einordnung erfolgt innerhalb der Gültigkeitsintervalle unter folgender Zielsetzung: 1. Minimierung des Abstandes zum Planfertigstellungstermin 2. Einhaltung der Gültigkeitsintervalle 3. Minimierung der Verstöße gegen Vorsequenzierungsregeln der Art: Maximal p % Eigenschaft o in Zeitraum x 4. Maximierung der Differenz zwischen der Kapazität bereits bekannter Transporte und der Anzahl in der Nähe des Abfahrtszeitraums dieser Transporte einsortierter Aufträge, die das Ziel des Transportes haben Input: Vorsequenzierungsregeln pro Zeitraum und Eigenschaft Gültigkeitszeitraum für den Fertigstellungstermin pro Auftrag Mittelfristiger Transportplan (Kapazitäten und Abfahrtszeitraum für Züge und Schiffe) Vollspezifizierte Planaufträge mit Planfertigstellungstermin und Bezug zum geplanten Auftragseingang Output: Primärsequenz von Aufträgen 10. Logistikintegrierte Sequenzoptimierung (Feinsequenz) Vor der Bildung der Feinsequenz werden auf Basis der Grobsequenz, der Kapazitätsplanung und der vorgegebenen Transporte die Feinsequenzierungsregeln erstellt, die die Grundlage für die Sequenzierung bilden. Die Grobsequenz wird von Anfang (aktuelles Datum) bis Ende tageweise durchlaufen, wobei ein Sequenzierungsfenster die Tage bestimmt, deren Aufträge gemeinsam vom aktuellen Tag an feinsequenziert werden. Die Sequenzierung muss hierbei für jeden InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 79 Auftrag die jeweiligen Gültigkeitsintervalle einhalten und zielt einerseits darauf ab, eine möglichst optimale Sequenz zu erzeugen und andererseits, eine möglichst optimale Belegung von bereits bekannten Transporten zu berechnen. Zu diesem Zweck findet ein iterativer Prozess zwischen einer Transportbelegung und einer Sequenzierung statt, der in einer möglichst optimalen Gesamtlösung enden soll. a. Buchung gegen Transportkapazitäten Die Aufträge des betrachteten Fensters müssen auf bereits bekannte Transporte so verteilt werden, dass Bestände und Durchlaufzeiten minimiert und die Auslastungen maximiert werden. Ein weiteres Ziel ist die Erhöhung des Modal-Split, also die Verteilung der Transporte auf Verkehrsmittel, wobei Schiffe und Züge bevorzugt und Lkw vernachlässigt werden sollen. b. Feinsequenzierung Auf Basis der Ursprungssequenz und der berechneten Transportbelegung muss nun eine optimierte Produktionssequenz erstellt werden. Bei der Erstellung müssen folgende Ziele verfolgt werden: Einhaltung der Gültigkeitsintervalle jedes Auftrags Einhaltung der statischen Fertigungsrestriktionen Minimierung der Verletzung der dynamischen Fertigungsrestriktionen Minimierung der Bestände durch Blockung der Aufträge nahe ihrer Transportabfahrtermine Minimierung von Sondertransporten durch Aufträge, die ihren Transport verpassen Input: (Primär-)Sequenz von Aufträgen Statische und dynamische Fertigungsrestriktionen Gültigkeitsintervall pro Auftrag Transportdaten (Abfahrtszeitpunkt/Frequenz/max. Anzahl pro Zeitraum, Kapazität, Transportwege, Transportdauer, Transportkonzept, Ziele) Alte Transportbelegung Output: Sequenz von Aufträgen Neue Transportbelegung 11. Simulation und Bewertung (Produktion und Logistik) Die bisher geplanten Aufträge und Transporte werden nun simuliert, um unter dynamischen Gesichtspunkten ausgewertet zu werden. Zusammenhänge die sich aus dem Zusammenspiel der verschiedenen Prozesse (z. B. der Transporte) ergeben, können so ausgewertet werden. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 80 Input: Sequenz von Aufträgen Transportbelegung Vollständiges Modell des betrachteten Standorts und der zuliefernden und ausliefernden Transporte Output: Simulationsdaten zu den logistischen Prozessen 12. Prüfen ob Freigabepflichtige Änderung vorliegt Das Ergebnis der Simulation wird ausgewertet und die Lösung bzgl. ihrer Effizienz und Machbarkeit bewertet. Es werden Engpässe und schlechte Auslastung aufgezeigt und markiert. Es wird außerdem ermittelt, ob Änderungen zur Ausganslösung vorliegen, die einer Freigabe durch die zuständigen Planer im Konzern bedürfen. Bei dem Standardlauf der Einspielung einer neuen Lastdefinition ist dies immer der Fall Input: Simulationsergebnisse Output: Engpässe, schlechte Auslastung Notwendigkeit der Freigabe 13. Werksübergreifende Programmplanung: Prüfung und Regelanpassung Wenn eine Freigabe der neuen Planungsergebnisse durch eine werksübergreifende Instanz notwendig ist, wird das Ergebnis des VTTM-Laufs an den zuständigen Planer der werkübergreifenden Programmplanung übermittelt, wobei Änderungen, Schwachstellen und eine Änderungshistorie der Eingabedaten ebenfalls übersendet werden. Der Planer entscheidet nach der Analyse der Ergebnisse, ob er Änderungen vornimmt oder das Ergebnis freigibt. Input: Engpässe, schlechte Auslastung Änderungshistorie Kennzahlen der Simulation Output: Anpassungen Freigabe 14. Werksplanung: Prüfung und Regelanpassung Wenn die neue Planung Prozesse innerhalb des Werkes beeinflusst und dadurch eine Freigabe notwendig ist, wird das Ergebnis des VTTM-Laufs an den zuständigen Planer auf Werksebene übermittelt, wobei Änderungen, Schwachstellen und eine Änderungshistorie der Eingabedaten ebenfalls übersendet werden. Der Planer entscheidet nach der Analyse der Ergebnisse, ob er Änderungen vornimmt oder das Ergebnis freigibt. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 81 Input: Engpässe, schlechte Auslastung Änderungshistorie Kennzahlen der Simulation Output: Anpassungen Freigabe 15. Logistikprüfung und Anpassung Wenn eine Freigabe durch die Logistik notwendig ist, wird das Ergebnis des VTTM-Laufs an den zuständigen Planer der Logistik übermittelt, wobei Änderungen, Schwachstellen und eine Änderungshistorie der Eingabedaten ebenfalls übersendet werden. Der Planer entscheidet nach der Analyse der Ergebnisse, ob er Änderungen vornimmt oder das Ergebnis freigibt. Für den Detailprozess sei auf AP 2.2 oder AP 4.1 verwiesen. Input: Engpässe, schlechte Auslastung Änderungshistorie Kennzahlen der Simulation Output: Anpassungen Freigabe 16. VTTM Freigabe Planungsstand Haben alle drei Planungsinstanzen den Planungsstand freigegeben, so wird dieser in der VTT als aktuell gültiger Planungsstand gekennzeichnet und ersetzt damit den bisherigen. Der Planungsstand bezieht sich hierbei immer nur auf die zeitlich bzw. räumlich betroffenen Planungsdaten. Ändert sich die Planung bspw. für KW 25 und Werk x, so bleibt die Planung für die anderen Wochen und Werk gültig. Input: Neuer Planungsstand Output: Freigegebener Planungstand Beteiligte OEs und ihre Teilprozesse im Zusammenspiel mit dem VTTM Am Terminierungsprozess sind die verschiedensten Organisationseinheiten des OEM, angefangen vom Vertrieb bis hin zum Werk selbst beteiligt. Durch den entwickelten logistikintegrierten Terminierungsprozess sowie die Nutzung einer mit dem VTTM konzipierten Infrastruktur ergeben sich Potenziale zur Prozessverbesserung der Teilprozesse der einzelnen Organisationsein- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 82 heiten. Diese Potenziale sind gegliedert nach Organisationseinheiten im Anhang des Endberichts aufgeführt (s. 6.7).0). Lösungsverfahren innerhalb eines VTTM Im Rahmen der Konzipierung des VTTM wurden erforderliche Lösungsverfahren spezifiziert. Ausgewählte Lösungsverfahren wurden im Rahmen des Terminierungsprototyps implementiert und werden im Kontext der Arbeiten zu Arbeitspaket 5 vorgestellt. Die in Arbeitspaket 3 konzipierten Lösungsverfahren adressieren die folgenden Funktionen: Ableiten fehlender Einbauraten Erzeugung valider Planaufträge Bildung einer Primärsequenz Auftragsplanung auf Transporte Feinsequenzierung Matchen von Bestellungen gegen Planaufträge 2.3.4 Bedeutung der Ergebnisse für InTerTrans Mit dem Konzept des VTTM durch die Arbeiten im AP 3.3, die auf Vorarbeiten in den AP 3.1 und 3.2 aufbauten, ist eine Grundlage für den integrierten Prozesses gelegt worden. Die Auslegung des VTTM als virtuelles Modell mit erweiterbaren Funktionalitäten innerhalb der Applikation begünstigt die Entwicklung eines Stufenplans zur Umsetzung der InTerTrans Ergebnisse. Der entwickelte Terminierungsprozess greift die Anforderungen und Eingangsgrößen aus den Arbeitspaketen 3.1 und 3.2 auf. Der Terminierungsprozess ist darauf ausgelegt, frühzeitig eine valide Planungsbasis zu schaffen, die im Kontext der Integration des Terminierungsprozesses in den Gesamtprozess die erforderliche Datenverfügbarkeit für die iterative Transportplanung sicherstellt. Mit der logistikintegrierten Terminierung wurde eine der zwei tragenden Säulen des InTerTrans-Ansatzes entwickelt. Die parallel zur Prozessentwicklung erfolgte Konzeption benötigter Lösungsverfahren stellt die Anwendbarkeit des Prozesses sicher und bildet die Grundlage für die Entwicklung des Terminierungsprototyps. Lösungsansätze wie beispielsweise die Verwendung von Planaufträgen oder die frühzeitige Einplanung von Aufträgen auf bestehende logistische Kapazitäten im Rahmen der Sequenzbildung wurden im Rahmen des Terminierungsprototyps umgesetzt. 2.4 AP 4: Integrierte Transportplanung und Auftragsterminierung 2.4.1 AP 4.1: Integriertes Konzept und Vorgehensmodell für Transportplanung und Terminierung Zielsetzung In den Arbeitspaketen 2 und 3 wurden Sollprozesse sowohl für die Transportplanung als auch für die Terminierung entwickelt. Ziel des Arbeitspaketes 4.1 ist die darauf aufbauende Ausarbeitung eines integrierten Konzepts für die Transportplanung und Terminierung. Die beiden bisher zum Teil noch getrennt betrachteten Planungsprozesse der mittelfristig iterativen Transportplanung und der logistikintegrierten Terminierung werden miteinander verknüpft. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 83 Dies beinhaltet die Festlegung von Schnittstellen, auszutauschenden Daten und Iterationsschleifen. Des Weiteren wird ein Vorgehensmodell im Sinne eines Handlungsleitfadens für die Anwendung der Planungsprozesse entwickelt. Eine wichtige Maßgabe bei der Entwicklung der integrierten Planungsprozesse ist die Verfügbarkeit und Validität von Prognosedaten. Ein gemeinsamer Terminierungsprozess, der die Durchgängigkeit von der Prognose bis zur Produktion gewährleisten soll und dabei eine große Anzahl an verschieden Organisationseinheiten innerhalb eines Unternehmens integriert, wurde in Arbeitspaket 3.3 entwickelt. Ein wesentlicher Aspekt dabei ist das Konzept eines „Virtuellen Terminierungs- und Transportmodells“ (VTTM). Dieses Konzept soll einen durchgängigen und validen Austausch der Informationen im Terminierungs-, aber auch im Transportplanungsprozess, ermöglichen und dazu beitragen, allen beteiligten Organisationseinheiten stets die aktuelle gesicherte Informationsbasis zur Verfügung zu stellen. Sowohl interne als auch externe Partner erhalten Informationen über die zukünftig geplanten Transporte (z. B. Transportvorschau an Spediteure). Wesentliche Logistikparameter werden an die Produktionsplanung zurückgemeldet und später bei der Einplanung neuer Produktionsaufträge berücksichtigt (vgl. Arbeitspaket 3.2). Im Arbeitspaket 4.1 werden die umfangreichen Vorarbeiten der Arbeitspakete 2 und 3 zusammengeführt. Als Ergebnis liegen ein detailliertes Prozessschaubild in ProzesskettenNotation (vgl. Anhang 6.4), eine Beschreibung der Schnittstellen (vgl. Anhang 0) und ein Handlungsleitfaden für die Anwendung dieser Prozesse vor, welcher hier dargestellt ist. Aufgrund des Umfangs des Prozesses ist die verfügbare elektronische Darstellung deutlich besser lesbar und handhabbar als eine papierne. Methodik Noch vor dem offiziellen Beginn des Arbeitspaketes 4.1 fand die Entwicklung der Planungsprozesse in Terminierung und Transportplanung gemeinsam statt (s. Abbildung 32). So wurden in zwei gemeinsamen Workshops grundlegende Entscheidungen über die Gestaltung des Informationsaustauschs, den Planungshorizont und den Planungsumfang getroffen. Als Ergebnisse dieser Diskussionen wurde die Entwicklung eines Virtuellen Transport- und TerminierungsModells festgehalten. Dieses Instrument stellt die Basis für einen kontinuierlichen Informationsaustausch beider Planungen, aber gleichzeitig auch eine Möglichkeit für deren separate, an die jeweiligen Erfordernisse der Organisationseinheiten angepasste Ausgestaltung, dar (vgl. AP 3.3). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts Terminierungsprozesse 84 Transportplanungsprozesse Praxisanforderungen Handel Quelle Kundenauftrag Vertrieb Quelle Anpassung der Lastdaten Lastdefinition Programmplanung OEM Senke Programmplanungsregeln übernehmen Senke Programmplanungsregeln übernehmen Werksübergreifende Programmplanung: Prüfung und Regelanpassung Datenübernahme VTTM Logistikorientierte Werkszuordnung & Grobsequenzbildung Logistikintegrierte SequenzOptimierung (Feinsequenz) Simulation und Bewertung (Produktion und Logistik) Prüfen ob Freigabepflichtige Änderung vorliegt VTTM Freigabe Planungsstand Transportplanung OEM T1 Übergabe von Logistikparametern T11 Senke Planungszeitraum in VTTM Freigegeben Mapping Kundenauftrag auf Planauftrag oder Direktverbuchung Rollenübergreifend Quelle Änderung Stammdaten etc. Anpassungen am Modell Werk Senke Sequenzregeln übernehmen Senke Sequenzregeln übernehmen Werksplanung: Prüfung und Regelanpassung Logistik OEM Logistikprüfung und Anpassung Senke Logistikszenario übernehmen Abbildung Evaluation Optimierung Berechnung des Lastprofils (Periodisierung, Produktgruppenbildung, ...) Last-KapazitätsAbgleich Anpassung/ Wechsel Transportkonzept Ermittlung v. Bündelungspotenzialen Senke Logistikszenario übernehmen T2 T3 T4-T10 Abstimmung Transportvorschau Ausschreibung Bündelungspotenzial heben T12 AP 4.1 Integriertes Konzept und Vorgehensmodell für Transportplanung und Terminierung Grobkonzept Workshops Entwicklung eines Grobkonzepts Detaillierung Detaillierung und Validierung der Transportplanungs- und Terminierungsprozesse in kleinen Gruppen Konzeptbeschreibung Beschreibung des Gesamtkonzepts (Prozessüberblick, Schnittstellen, Freiheitsgrade) Detaillierung des Prozesses Detaillierte Abbildung des Gesamtprozesses in PKM (Workshop) Validierung/Dokumentation Diskussion des Gesamtprozesses mit Praxispartnern Bericht und Managementfolien Weitere Arbeiten: Prototypen für die Gesamtlösung Abbildung 32: Vorgehen in AP 4.1 Nach der Klärung dieser grundlegenden Aspekte erfolgte die detaillierte Ausarbeitung der Terminierungs- und Transportplanungsprozesse in kleinen Gruppen und mehreren aufeinander aufbauenden Workshops, die sich unterschiedlichen Teilaspekten des Gesamtprozesses widmeten. Durch die Diskussionen zwischen Projektpartnern und mit Anwendern in der Praxis wurden Freiheitsgrade identifiziert und neue Anforderungen aufgenommen. Eine wesentliche Herausforderung war der Detailgrad der Prozessdarstellung. Zum einen besteht das Ziel dieses Projekts darin, ein möglichst konkretes und detailliertes Bild der integrierten Terminierung und Transportplanung zu zeichnen. Zum anderen sind Planungsprozesse schwer generalisierbar, da sie stets so eng wie möglich an die Erfordernisse des jeweiligen Unternehmens angepasst sein sollten. Viele Aspekte sind Freiheitsgrade und werden selbst innerhalb eines Unternehmens für verschiedene Transportgüter oder Verkehrsträger unterschiedlich ausgestaltet sein. Dieser Sachverhalt wurde dadurch adressiert, dass neben dem Prozessüberblick ein detailliertes Prozessschaubild (siehe Anhang 6.4) erstellt wurde. Dieses Schaubild wurde auf operativer Ebene gemeinsam mit den Praxispartnern validiert und allen Projektpartnern auf einem Konsortialtreffen vorgestellt. Überblick über den Gesamtprozess und Schnittstellen zwischen den Organisationseinheiten Eine der großen Herausforderungen bei der Integration von Produktions- und Transportplanung ist die Abstimmung zwischen den beteiligten Organisationseinheiten. Während Abbildung 33 einen Überblick über die Hauptakteure gibt, sind an der realen Planung eine Vielzahl von Organisationseinheiten beteiligt (s. Abbildung 35). Erst deren optimales Zusammenspiel InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 85 ermöglicht eine effiziente Planung und gute Planungsergebnisse. Die Basis für eine effiziente Zusammenarbeit ist das Arbeiten auf einer gemeinsamen konsistenten aktuellen Datenbasis. OEM Sonstige Integrierte Volumenu. Eigenschaftsprognose OEM Produktion Änderung d. Planungsverbindlichkeit Neue bzw. geänderte Kundenaufträge Produktionsterminierung (OEM-P) Transportbedarfe und Stammdatenänderungen OEM Logistik Logistikparameter Taktische Transportplanung (OEM-T) Transportvorschau, Bündelungspotenzial, Ausschreibung LDL Angebote, Konfliktmeldungen LDL Transportplanung (LDL-T) Transportvorschau, Kontraktanpassung, Transportein-/verkauf Angebote, Konfliktmeldungen Dritte Abbildung 33: Planungsprozesse und Schnittstellen Das Virtuelle Terminierungs- und Transportmodell Eine wesentliche Neuerung bei der Gestaltung eines die Transportplanung und Produktionsplanung integrierenden Gesamtprozesses ist daher die Schaffung einer gemeinsame Informationsbasis, des Virtuellen Terminierungs- und Transportmodells (VTTM, s. Abbildung 34). Das VTTM wurde initial im Rahmen der Arbeiten an AP 3.3 konzipiert und wird dort im Detail vorgestellt (vgl. Kapitel 2.3.3). Das VTTM enthält Informationen über geplante Produktionsaufträge (sowohl Kundenaufträge als auch Prognoseaufträge) und Restriktionen für deren Einplanung. Restriktionen stammen dabei aus den unterschiedlichen Planungsdomänen und umfassen beispielsweise Schichtpläne, Maschinenkapazitäten, Lieferkapazitäten oder im Kontext der Integration von Transportplanung und Terminierung auch Fahrpläne und logistische Kapzitäten aus der In- und Outboundlogistik. Darüber hinaus werden verschiedene Funktionen im VTTM bereitgestellt und Planungsmaßnahmen dadurch unterstützt. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts • • • • • • • • • • Schichtpläne Taktzeiten Heavy Items Maximale Kapazitäten Maximaler Schichtüberhang • Sequenzierungsregeln • Werkbelegung • ... Data • • • • Data Fahrpläne Kapazitäten Relationen Fahrzeiten Sequenzierungsanforderungen Zulieferallokationen Anlieferkonzepte Behälterzuordnung ... 86 • Erzeugung und Überplanung von Planaufträgen mit Prüfung gegen konkreten Auftrag • Sequenzierung • Buchen von Aufträgen auf Transport- & Produktionskapazitäten • Takterzeugung • Kapazitätsverwaltung • Teilebedarfsrechnung • Gestuftes Einfrieren • Feinplanung von Schichtmodellen (Schichtüberhang) • Erzeugung von Abrufen bzw. Vorschau • ... Abbildung 34: Informationen im VTTM Abbildung 35 zeigt, wie verschiedene Organisationseinheiten mit dieser gemeinsamen Informationsbasis interagieren. Der Einsatz des VTTM ist dabei bereits zu einem sehr frühen Stadium der Planungen möglich, so das beispielsweise der Vertrieb und der Handel auf Produktstrukturen zurückgreifen können, welche im VTTM beschrieben sind. Diese Organisationseinheiten füllen durch Prognosen und Bestellungen das VTTM mit Auftragsdaten. Hinterlegt sind hier bereits historische Auftragsdaten, aus denen Auftragsinformationen ergänzt werden können. Im VTTM selbst werden dann immer Aufträge (Planaufträge oder Kundenbestellungen) für die weiteren Planungen verwendet. Diese Aufträge sind vollständig spezifiziert und ermöglichen damit eine eine Stücklistenauflösung, zur Ableitung von Teilebedarfen. Die Vergabe des Produktionstermins erfolgt unter der Einhaltung der von der Produktionsplanung festgelegten Sequenzierungsregeln und unter Berücksichtigung der logistischen Anforderungen. Sequenzierungsregeln können Restriktionen aus der Produktion, der Beschaffung, der Logistik und ggf. aus weiteren Bereichen abbilden und werden in harte Regeln, die unbedingt einzuhalten sind und weiche Regeln, deren Erfüllung mit zusätzlichen Vorteilen verbunden ist, klassifiziert. Während Maschinenkapazitäten in der Regel fix sind und harte Restriktionen darstellen, ist die Logistiklosgröße eine weiche Restriktion, da ihr Überschreiten durch einen zusätzlichen Transport ausgeglichen werden kann. Die Definition der Restriktionen erfolgt in den einzelnen Planungsabteilungen. In der Logistik wird auf Basis der erwarteten Transportaufkommen für die Perioden das Transportnetzwerk optimiert. Die vorgesehenen Transportkapazitäten und Fahrpläne werden dann der Produktionsplanung als Restriktionen zur Verfügung gestellt, die daraus Sequenzierungsregeln erstellt und die Produktionsreihenfolge bestimmt. In ähnlicher Weise werden auch Maschinenkapazitäten, Lieferantenkapazitäten usw. berücksichtigt. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts • Sequenzierungsregeln • Kapazitätsplanung 87 • Beschaffungsplanung • Fahrzeugbeschreibung Sequenzierung Buchen auf Kapazitäten Gestuftes Einfrieren • Transportplanung (in- / outbound) • Fahrpläne • Verfügbarkeiten • Transportkapazitäten Planauftragserzeugung Teilebedarfsrechnung • • • • Materialbedarfsplanung Feinabruf / Vorschau Anlieferkonzepte Behälterzuordnung Takterzeugung • Auftragseingang • Stornierungen • Produktionskapazitäten • Werkbelegung • Heavy Items • Vertriebsprognose • Auftragseingang • Sequencing constraints • Planning of Material demand • Capacity planning • Short term call off • Delivery concepts • Container assignment • Automobile characterization Sequencing Booking of Staged • Incoming orders capacities freezing • Cancelation Calculation Order of required parts generation • Inbound planning Pulse assignment • Transportation planning (in- / outbound) • Schedules • Capacity of transportation • Availability • Sales forecast • Production capacities • Incoming orders • Plant allocation • Heavy Items Abbildung 35: VTTM als Plattform für Informationsaustausch Überblick über Terminierungsprozesse Dem Terminierungsprozess (s. Abbildung 36) ist die Vertriebsplanung vorgelagert, die mit der integrierten Prognose des Fahrzeugvolumens und der Einbaurate von Eigenschaften beginnt. Dabei sollten die dem Vertrieb vorliegenden Informationen möglichst früh der Terminierung zur Verfügung gestellt werden. Da der Terminierungsprozess auf Grundlage von vollständig spezifizierten Planaufträgen arbeitet, muss für die Eigenschaften eines Fahrzeugs, für die bisher keine Prognose vorliegt, z. B. durch Historiendaten eine Einbaurate berechnet werden. Auf Basis der Vertriebsprognosen werden zunächst Planaufträge erzeugt, die dann nach und nach mit den wirklichen Händler- und Kundenaufträge ersetzt werden. Diese fortschreitende Ersetzung von Plan- durch Kundenaufträge lässt mit der Zeit eine vorzeitige Validierung der InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 88 Prognose zu, die dann schon auf Basis der vorhandenen echten Aufträge angepasst werden kann. Die Planaufträge werden automatisch, vollspezifiziert mittels Einbauraten und unter Berücksichtigung von Baubarkeitsregeln erzeugt. Neben dem Planfertigstellungstermin wird zudem jedem Auftrag ein Einplanungsintervall zugewiesen, das die Flexibilität in der Einplanung begrenzt. Hierdurch wird sichergestellt, dass der tatsächliche Fertigstellungstermin dem Kundenwunschtermin nahe kommt. Die Größe des Intervalls hängt von verschiedenen Faktoren ab und wird im Zeitablauf verringert, sodass ein Auftrag umso weniger Terminänderungen erfährt, je näher er seiner Fertigstellung kommt. Auf diese Weise wird die Planung stabiler, je näher der Produktionstermin rückt. Wenn ein neuer Kundenauftrag eingegangen ist, wird er mit Planaufträgen, deren prognostizierter Auftragseingang in zeitlicher Nähe zu dem eigentlichen Eingang des echten Auftrags liegt, verglichen und bei größtmöglicher Übereinstimmung ersetzt. Durch die Ersetzung eines Planauftrags durch einen Kundenauftrag wird die Verbindlichkeit des Auftrags erhöht und damit das Einplanungsintervall des Auftrags verkleinert. Das Ergebnis einer Stücklistenauflösung aller Aufträge eines Zeitraums sind die Teilebedarfe für diesen Zeitraum. Der Abgleich dieser Bedarfe mit den Kapazitäten der Zulieferer für diese Teile stellt eine wesentliche Voraussetzung für die Auftragseinplanung auf Sequenzebene dar. Alle Aufträge werden direkt in eine Grobsequenz eingeplant. Dabei findet auch eine frühzeitige Werkszuordnung statt. Bereits bei der Grobsequenz werden neben den bestehenden produktionsorientierten Kriterien logistische Ziele berücksichtigt. Die Zielsetzungen, welche hinter der Grobsequenz stehen, sind: 1. Minimierung des Abstandes zum Planfertigstellungstermin 2. Einhaltung der Gültigkeitsintervalle 3. Minimierung der Verstöße gegen Grobsequenzregeln 4. Maximierung der Auslastung der Transportmittel Die Grobsequenz wird dann zur Bildung der Feinsequenz gleitend durchlaufen, wobei ein Sequenzierungsfenster die Tage bestimmt, deren Aufträge gemeinsam feinsequenziert werden. Die Sequenzierung muss hierbei für jeden Auftrag die jeweiligen Gültigkeitsintervalle einhalten und zielt einerseits darauf ab, eine möglichst optimale Sequenz zu erzeugen und andererseits, eine möglichst optimale Belegung von bereits bekannten Transporten zu berechnen. Die Aufträge des betrachteten Sequenzierungsfensters werden dazu so auf bereits bekannte Transporte gebucht, dass Bestände und Durchlaufzeiten minimiert und die Auslastungen maximiert werden. Ein weiteres Ziel ist die Nutzung ökologisch effizienter Verkehrsmittel, wobei Schiffe und Züge gegenüber dem Lkw bevorzugt werden sollen. Bei der Erstellung der Feinsequenz werden folgende sechs Ziele verfolgt: 1. Einhaltung der Gültigkeitsintervalle jedes Auftrags 2. Einhaltung der harten Fertigungsrestriktionen InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 89 3. Minimierung der Verletzung der weichen Fertigungsrestriktionen 4. Minimierung der Fahrzeugbestände durch Blockung der Aufträge nahe ihrer Transportabfahrtermine 5. Minimierung von Sondertransporten, die entstehen, wenn Aufträge ihren Transport verpassen 6. Nivellierung und Glättung zur Erfüllung der logistischen Anforderungen Innerhalb der so gebildeten Sequenzen befindet sich ein Mix aus Plan- und Händler- bzw. Kundenaufträgen, wobei der Anteil der Planaufträge abnimmt, je näher sich die Planung am Produktionsstart befindet. Allen Aufträgen ist gemein, dass sie vollständig spezifiziert sind. Auf diese Weise ist eine Stücklistenauflösung aller Aufträge in der Sequenz möglich, aus der die Teilebedarfe abgeleitet werden. Der Abgleich dieser Bedarfe mit den Kapazitäten der Zulieferer für diese Teile stellt eine wesentliche Voraussetzung für die Auftragseinplanung auf Sequenzebene dar und trägt zur Stabilisierung der Sequenz bei. Für kapazitätsbeschränkte Zuliefererteile bedeutet das, dass die Anzahl der Aufträge, die dieses Teil benötigen durch diese Kapazitätsgrenze beschränkt werden muss. Die mit Hilfe der Stücklistenauflösung ermittelten Teilebedarfe stellen zudem eine wichtige Eingangsgröße für die mittelfristige Planung der Transporte von den Zulieferern zum Werk dar. Hier kann z. B. ermittelt werden, ob durch Glättung der Bedarfe logistische Potenziale erschlossen werden können. Abschließend werden die bisher geplanten Aufträge und Transporte in einem VTTM-Lauf simuliert und unter dynamischen Gesichtspunkten ausgewertet. Zusammenhänge die sich aus dem Zusammenspiel der verschiedenen Prozesse (z. B. der Transporte) ergeben, können so untersucht werden. Integrierte Volumen- u. Eigenschaftsprognose Werkszuordnung Neue bzw. geänderte Kundenaufträge Planaufträge vollständig spezifizieren Aktualisierte Aufträge mappen Änderung d. Planungsverbindlichkeit Teilebedarfsrechnung Transportbedarfe und Stammdatenänderungen Logistikintegrierte Sequenzoptimierung Simulation und Bewertung X Logistikparameter Abbildung 36: OEM-Produktionsplanung Überblick über OEM-Transportplanungsprozesse Der taktischen Transportplanung (s. Abbildung 37) sind die Prozesse der Absatz-, Produktionsund Beschaffungsplanung vorgelagert. Aus diesen wird der beschaffungs- und distributionsseitige Transportbedarf abgeleitet, der die Planungsgrundlage der taktischen Transportplanung darstellt. Im Gegensatz zur heutigen Planung auf Jahresdurchschnittswerten soll dabei eine zeitliche Segmentierung vorgenommen werden, um bei der taktischen Transportplanung InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 90 Schwankungen, die z. B. durch Saisonalitäten oder Modellwechsel verursacht werden können, angemessen zu berücksichtigen. Auf der durch das VTTM zur Verfügung gestellten, aktuellen Datengrundlage findet eine Überplanung des Transportnetzes statt. In einem ersten Schritt wird das aktuelle Transportnetzwerk abgebildet und das sich durch die veränderten Produktionsdaten ergebende Lastprofil ermittelt. Dabei werden aus den von der Produktion über das VTTM bereit gestellten Mengenangaben und den Logistikdaten der Artikel (Gewicht, Volumen, Ladehilfsmittel) Transportvolumina berechnet. Mit Hilfe eines Last- und Kapazitätsvergleichs wird die Auslastung des Transportnetzes überprüft. Falls durch das veränderte Transportaufkommen in einem bestimmten Zeitraum der Auslastungsgrad zu stark absinkt, wird geprüft, welche anderen Transportkonzepte für die entsprechende Relation sinnvoll sein können. Bei einem Absinken des Volumens kann es so zum Beispiel zu einer Frequenzreduzierung oder zu einem Wechsel von Direktrelation zu einer Sammelfahrt bzw. einem Milkrun kommen. Darüber hinaus wäre ein Verkehrsträgerwechsel denkbar. Aber auch der Anstieg des Transportvolumens kann der Anstoß für eine Anpassung des Netzwerks sein. Bei dauerhaft höherem Transportvolumen kann die Umwandlung einer Relation, die zunächst durch den Gebietsspediteur bedient wurde, in eine Direktrelation erfolgen. In die Bewertung fließen neben der Auslastung auch Kosten- und Umweltkriterien mit ein. Dadurch wird das Transportnetzwerk sowohl ökonomisch als auch ökologisch effizient geplant. Die kontinuierliche Prüfung von Bündelungspotenzialen, also größeren Transportvolumina innerhalb einer Region dient der Verbesserung des Modal Splits nach ökologischen Gesichtspunkten. Es kann durchaus der Fall auftreten, dass für räumlich nahe beieinander liegende Relationen, die mit Lkw bedient werden, die Auslastung der Verkehrsmittel sehr hoch ist. Jedoch besteht hier unter Umständen die Möglichkeit verschiedene Relationen zusammenzufassen und auf einen anderen Verkehrsträger umzusteigen. Bei größeren Entfernungen kann sich hier intermodaler Verkehr anbieten. Verschiedene Lieferanten, die vorher per Lkw-Direktrelation an das produzierende Werk lieferten, senden ihre Waren nun zunächst koordiniert zu einem Umschlagpunkt in der Nähe. Von dort aus werden sie per Bahn weiter zum Werk transportiert. Im Gegensatz zu heute wird durch diesen Ansatz die kontinuierliche Prüfung einer möglichen Verlagerung von Transporten auf die Schiene gewährleistet. Über Transportvorschaudaten und Ausschreibungen werden die Ergebnisse der OEMTransportplanung mit den betreffenden Logistikdienstleistern ausgetauscht und abgestimmt. Auch Initiativangebote und Konfliktmeldungen, die vom LDL ausgehen können, sind im Gesamtprozess berücksichtigt. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 91 Transportbedarfe und Stammdatenänderungen Datenübernahme Logistikparameter Abbildung neuer Lastdaten im bisher geplanten Netzwerk Evaluation und Last-Kapazitätsabgleich Anpassung des Netzwerks an geänderten Transportbedarf Transportvorschau, Bündelungspotenzial, Ausschreibung Abstimmung Datenübergabe X Angebote, Konfliktmeldungen Abbildung 37: OEM-Transportplanung Überblick über LDL-Transportplanungsprozesse Auch auf Seiten des Logistikdienstleisters werden durch die taktische Überplanung des Transportnetzwerks beim OEM definierte Planungsprozesse angestoßen (s. Abbildung 38). Der Logistikdienstleister fokussiert auf die Planung der Transportressourcen. Dabei verfolgt er eine kundenübergreifende, effiziente Routen- und Umlaufplanung der Transportmittel, so dass insbesondere Leerläufe minimiert werden können. Aufbauend auf einer groben Umlaufplanung bestimmt er die benötigten Ressourcen (Fahrzeuge, Lademittel, Personal, Fläche, Trasse, usw.). Je nachdem, ob es sich um eigene oder kontraktierte Ressourcen handelt, müssen Subunternehmen in diesen Prozess eingebunden werden. Änderungen am Kapazitätsbedarf können zu einer Anpassung von Linien- und ad-hoc Verkehren innerhalb des Netzwerks des Logistikdienstleisters führen, was wiederum die Kontraktierung oder Dekontraktierung von Frachtführern zur Folge hat. Je transparenter Informationen über künftige Volumenänderungen bei den ausführenden Dienstleistern sind, desto effizienter kann der Ressourceneinsatz aus gesamtwirtschaftlicher Sicht erfolgen. Hier wird der große Vorteil einer integrierten Datenbasis wie dem VTTM ersichtlich. Im Wesentlichen ergeben sich folgende Anwendungsfälle: die Anpassung des Netzwerk an eine vom OEM übermittelte Transportvorschau, die Bearbeitung von Ausschreibungen auf bisher nicht bediente Relationen und die Erstellung von Initiativangeboten, die dem OEM unterbreitet werden. Die Validierung und Hebung von Bündelungspotenzialen kann entweder dem Prozess der Ausschreibungsbearbeitung untergeordnet werden, wenn wie vom OEM ausgeht; ansonsten handelt es sich um ein Initiativangebot. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 92 Transportvorschau, Bündelungspotenzial, Ausschreibung Angebote, Konfliktmeldungen Umlaufplanung Datenübernahme Abbildung neuer Lastdaten im bisher geplanten Netzwerk Abstimmung Datenübergabe X Kapazitätsplanung Transportvorschau, Kontraktanpassung, Transporteinbzw. -verkauf Angebote, Konfliktmeldungen Abbildung 38: LDL-Transportplanung Prozesse zur Freigabe und Änderung der Planung Vor der Freigabe eines Planungsstandes in der Terminierung wird das Ergebnis der Planung simuliert und die Lösung bzgl. ihrer Effizienz und Machbarkeit bewertet. Dabei wird der Zielerreichungsgrad der Planungsdomänen anhand von Kennzahlen ausgewertet. So werden zum Beispiel Engpässe und schlechte Auslastung aufgezeigt und markiert. Zudem wird ermittelt, ob Änderungen zur Ausganslösung vorliegen, die einer Freigabe durch die zuständigen Planer im Konzern bedürfen. Bei dem Standardlauf der Einspielung einer neuen Lastdefinition ist dies zum Beispiel immer der Fall. Wenn eine Freigabe notwendig ist, wird das Ergebnis des VTTM-Laufs an den zuständigen Planer übermittelt, wobei Änderungen, Schwachstellen und eine Änderungshistorie der Eingabedaten ebenfalls übersendet werden. Der Planer entscheidet nach der Analyse der Ergebnisse, ob er Änderungen vornimmt oder das Ergebnis freigibt. Hat ein neuer Planungsstand beispielweise Auswirkungen auf bereits geplante Transporte, so wird das Ergebnis des VTTM-Laufs an den zuständigen Planer der Logistik übermittelt. Der Logistikplaner startet dann den in Abschnitt 2.2.2 beschriebenen Transportplanungsprozess. Er prüft die Auslastung des Netzwerks und gibt, wenn sich keine Einwände ergeben, das Ergebnis frei. Haben alle Planer den Planungsstand freigegeben, so wird dieser im VTTM als aktuell gültiger Planungsstand gekennzeichnet und ersetzt damit den bisherigen. Der Planungsstand bezieht sich hierbei immer nur auf die zeitlich bzw. räumlich betroffenen Planungsdaten. Ändert sich die Planung bspw. für KW 25 und Werk X, so bleibt die Planung für die anderen Wochen und Werke gültig. Wenn Anpassungen am Modell vorgenommen werden, weil z. B. Änderungen der Stammdaten (Standorte, Zulieferer, Teilespektrum, Transportverbindungen, Sequenzierungsregeln, Werkskapazitäten, Änderungen der Planungsverbindlichkeit von Aufträgen usw.) erforderlich sind, muss das VTTM neu berechnet werden. In diesem Prozess werden die Änderungen, die von verschiedenen Organisationseinheiten ausgehen können in das Modell übernommen und an den VTTM-Planungslauf übergeben. Innerhalb des Prozesses der „Logistikorientierten Werks- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 93 zuordnung und Grobsequenzbildung“ wird dann der Teilprozess „Auswirkungen der Anpassungen ermitteln“ angestoßen. Dieser Prozess analysiert die vorgenommenen Änderungen am VTTM und entscheidet an welchem Teilprozess der Grobsequenzerstellung begonnen werden muss, um die Änderungen zu verarbeiten. Betreffen die Änderungen nur einen Standort, kann z. B. die Werkszuordnung übersprungen werden. Berücksichtigung der Logistikparameter in der Terminierung Die Organisationseinheit Logistik legt im Zuge der taktischen Transportplanung Transportkonzepte, Transportmittel und Abfahrtszeiten fest. Die in AP 3.2 definierten logistischen Parameter ermöglichen es, das geplante Transportnetz in der Terminierung zu berücksichtigen. In einem im VTTM abgebildeten Fahrplan werden die logistischen Parameter Relation (Zielort, Abholort), Zeit (Anlieferzeit, Abholzeit) und Transportkapazität erfasst (s. Abbildung 39). Die Integration von transportlogistischen Zielen in die Produktionsterminierung bietet sowohl in der Beschaffungs- als auch in der Distributionslogistik Potenziale für eine Effizienzsteigerung. Was? Wann? Woher? Artikel Wohin? Volumen Zeit Autotyp Eigenschaft Artikelgruppe Sachnummer Wieviel? Volumen/ Periode Pro Woche Pro Monat Pro x Tage Pro Schicht Volumen/Zeitpunkt Quelle Land Region (z.B. PLZ) Lieferant (Lief.Nr.) Ladestelle Werk Anliefertag Fahrplan Zulässige Sammelzeit Senke abgeleitet aus der Kapazität des Transportmittels: Gewicht Volumen Laderaumabmaße Land Region (z.B. PLZ, Markt) Werk Werkstor Zielbahnhof vereinfacht Ldm Gesamtvolumen Logistiklosgröße Anzahl Fahrzeuge Anzahl Paletten Anzahl Artikel Händler Hafen Crossdock etc. Abbildung 39: Logistikparameter für die Terminierung Distributionsseite In der Distributionslogistik werden die Fertigfahrzeuge bei der Sequenzbildung direkt auf die von der Transportplanung vorgesehene Transporte gebucht. Aufgrund der Komplexität des Distributionsnetzwerks kommen für die Auslieferung der Fahrzeuge zu den Abnehmern oft Transportwege mit mehreren alternativen Teiltransportstrecken in Frage. Diese unterscheiden sich unter anderem in den genutzten Verkehrsträgern bzw. Verkehrsmitteln und damit in ihrer Umweltbilanz und Kapazität voneinander. Durch die Verkettung einzelner Transportrelationen zwischen Quelle, Umschlagpunkten und Senke ergeben sich für jeden Auftrag individuell die einzelnen alternativen Transportwege, die sich sowohl durch die Charakteristika ihrer jeweiligen Teilrelationen als auch durch ihre unterschiedliche Stufigkeit voneinander unterscheiden. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 94 Beim Verbuchen der Transporte besteht die Herausforderung darin, nicht nur den jeweils besten Transportweg auszuwählen, sondern gleichzeitig eine Auftragssequenz herzustellen, die neben den Transporten auch die Auslastung der Produktionskapazitäten, den Wunschtermin des Kunden, die Bestände und weitere Restriktionen berücksichtigt. Aus Transportsicht bestehen folgende Zielsetzungen: Maximierung der Transportauslastung Bevorzugung von Transporten mit besserer Umweltbilanz Minimierung der Bestände (Minimierung der Abweichung des spätesten Produktionstermins von dem vorgegebene Produktionstakt) Termingerechte Bedienung der Fahrzeugabnehmer Die Charakteristika der einzelnen Transportrelationen hinsichtlich Kapazitäten, Transitzeiten, Abfahrtzeiten, Umweltbilanz usw. müssen neben der Einhaltung von Lieferterminen als Zielkriterien in die Optimierung der Transporte eingehen. Die verfügbare Kapazität auf den einzelnen Transporten ist im Gegenteil zur ihren Umweltbilanzen und den Transportzeiten als dynamisch zu betrachten, da sie maßgeblich von bereits zuvor auf Transporte verbuchten Aufträgen bestimmt wird. Um eine möglichst effiziente Auslastung der einzelner Transporte generell und schienengebundener Transporte im Besonderen zu erzielen ist der Grad der Auslastung der in Frage kommenden Transportrelationen daher als weiteres Zielkriterium in der Optimierung der Transporte zu berücksichtigen. Gleichzeitig muss bei der Transportplanung berücksichtigt werden, dass Kundenaufträge sowohl in der Produktion als auch in der Distribution bei der Terminierung gegenüber Planaufträgen bevorzugt zu behandeln sind. Beschaffungsseite Der wesentliche Hebel der Berücksichtigung von Kriterien der Beschaffungslogistik bei der Berechnung der Produktionsreihenfolge ergibt sich durch die Just-in-Time-Strategie der Materialversorgung. Ein gleichmäßiger Bedarf erhöht die Planbarkeit der Anlieferungen, wodurch die Kapazitätsauslastung der einzelnen Transporte verbessert und damit die Anzahl der benötigten Transporte reduziert werden kann. Außerdem erleichtert ein gleichmäßiger Bedarf die Kapazitätsplanung der Zulieferer und senkt damit die Produktionskosten, da kein zusätzliches Personal für Nachfragespitzen bereit gehalten werden muss. Des Weiteren stellt eine integrierte Planung von Produktion und Logistik Anforderungen an die Stabilität eines Planungsergebnisses. Eine verlässliche Planungsgrundlage ist die Ausgangsbasis für die taktische Transportplanung und die Erstellung von Transportprognosen an Lieferanten. Dies gilt für die berechnete Auftragsreihenfolge umso mehr, da eine möglichst frühe Übermittlung einer festen Sequenz an die Transportplanung angestrebt wird, um viele Optionen zur Adaption der Transporte zu Verfügung zu haben, die teilweise lange Vorlaufzeiten haben. Gemessen wird die Stabilität der Planung anhand der Einhaltung der Auftragssequenz. Am Anfang der Optimierung geht man davon aus, dass die Sequenzoptimierung Aufträge von ihrem Ursprungstermin noch zu Gunsten von Transporten verschieben kann, im Laufe der Optimierung wird dieser Spielraum dann immer weiter eingeschränkt, um zu einer gültigen Lösung zu konvergieren. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 95 Bedeutung der Ergebnisse Im AP 4.1 ist ein Gesamtprozess für die integrierte Produktionsterminierung und Transportplanung dokumentiert, der die Planungsabläufe und Schnittstellen von der Absatzplanung bis zur Ressourcenplanung des Logistikdienstleisters umfasst. Hauptbestandteile dieses Gesamtprozesses sind die Logistikintegrierte Sequenzoptimierung in der Produktionsterminierung und die Einführung einer mittelfristigen Transportplanung. Dies äußert sich in einer Umkehr der bisherigen Planungsprozesse. Die Aufträge werden im neuen Konzept in jedem Iterationsschritt sequenziert und direkt auf Transporte gebucht. Dadurch wird die Logistik nicht durch die heute üblichen operativen Planungsprozesse der Produktion dominiert und die Zielkriterien der Transportplanung können in die Terminierung der Produktion einfließen. Zusammenfassend können folgende wesentliche Neuerungen gegenüber dem Stand der Technik zu Beginn des Projekts festgehalten werden: Transparenz über aktuelle Auftrags- und Prognosedaten in gemeinsamer Datenbasis beim OEM Strukturierte und definierte Prozesse für die integrierte Produktionsterminierung und Transportplanung Verbesserung der Entscheidungsqualität und der Effizienz von Entscheidungsprozessen durch innovative Planungsmethoden Regelmäßige vorausschauende Überprüfung und Optimierung des Transportnetzwerks Berücksichtigung von beschaffungs- und distributionslogistischen Zielen in Form von Logistikparametern bei der Erstellung der Produktionssequenz Bestandsverringerung, Auslastungserhöhung und CO2-Reduktion durch Transportorientierte Blockung von Aufträgen Glättung der Materialbedarfe zur Verbesserung der Beschaffungslogistik Verbesserung der Planungssicherheit durch Stabilisierung der Reihenfolge über den Planungshorizont Berücksichtigung der Umweltwirkung als Steuerkriterium und Förderung der Auslastungserhöhung und der Verlagerung von Transporten von der Straße auf die Schiene Frühzeitige Kommunikation mit Logistikdienstleistern, Netzbetreibern, Waggoneinstellern, Frachtführern, usw. Gemeinsam mit der in Arbeitspaket 5 entwickelten Softwareunterstützung stellt der hier definierte Sollprozess einen wesentlichen Hebel zur Effizienzsteigerung in der Transportlogistik dar. Damit verbunden sind: Nutzung dynamischer Bündelungspotenziale InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts Bessere Auslastung der Transporte Verlagerung von Transporten auf umweltfreundliche Verkehrsträger Kürzere Distributionszeiten Reduzierung der CO2-Emissionen Verbesserte Kommunikation zwischen allen Beteiligten 96 Die sich ergebenden Einsparpotenziale werden in den Fallstudien (AP 6) nachgewiesen. Ein Konzept für die schrittweise Umsetzung der InTerTrans-Ergebnisse in der Praxis liefert AP 4.3. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 97 2.4.2 AP 4.2: Kennzahlensystem Zielsetzung Das in AP 4.2 zu entwickelnde Kennzahlensystem baut auf den in AP 1.4 erarbeiteten Ergebnissen zum globalen Zielsystem für das InTerTrans-Projekt auf. Um eine systematische Bewertung verschiedener Konzepte, Prozesse und Strukturen vornehmen zu können ist die Definition eines einheitlichen Kennzahlensystems notwendig. Das System wird dabei z. B. Kennzahlen für die Bereiche Produktion, Beschaffungs- und Distributionslogistik bereitstellen. Eine wesentliche Anforderung ist die Erfassung und Bewertung konträrer Ziele aus unterschiedlichen Sichtweisen. Um die Vergleichbarkeit der ermittelten Kennzahlen für die Bewertung sicherzustellen wird eine genaue Definition der einzelnen Kennzahlen benötigt. Entwickelt wird das System auf Basis vorhandener Erfahrungen mit dem Einsatz von Kennzahlensystemen mit der Berücksichtigung der spezifischen Anforderungen der Automobilindustrie. Die folgende Abbildung verdeutlicht die Ermittlung der Kennzahlen der Logistik und Produktion im Spannungsfeld zwischen Emissionen und Kosten. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 98 Logistik In- and Outbound Transport Zulieferer – OEM – Kunde • Auslastung • Anteil Leerläufe • Schadstoffausstoß • Transportkilometer • Liefertreue • Lieferzeit • Lieferflexibilität Mittlere • Planwiederbeschaffungszeit Innerbetriebl. Logistik • Durchlaufzeit Warenein- / ausgang • Mittlere Kosten pro Warenein- /ausgangsposition • Bewertete Umschlaghäufigkeit • Fertigungsbestände • Reichweite der Bestände • Einlagerungsquote Rohmaterial Emission Produktivität Kosten • Werksauslastung • Auftragsdurchlaufzeit • Ausbringungsmenge • Programmtreue im Werk • Reaktionszeit der Produktion • Reihenfolgedestabilität Qualität •Ausschussrate Produktion Abbildung 40: Kennzahlenentwicklung im Spannungsfeld zwischen Kosten und Emission Zusätzlich zu der Definition der Kennzahlen sollen Ziele und akzeptable Veränderungsbandbreiten innerhalb des Projekts zu den Kennzahlen entwickelt, die Ziele des Zielsystems quantifiziert und Veränderungsbandbreiten definiert werden. Anhand dieser spezifizierten Ziele und Bandbreiten kann der Erfolg des Projekts insbesondere hinsichtlich der Umwelt und Kostenwirkung ermittelt werden. Die Kennzahlen kommen somit insbesondere bei der Bewertung der Fallstudien in AP 6 zum Einsatz. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 99 Methodik Aufbauend auf dem entwickelten Zielsystem aus Arbeitspaket 1.4 wurde in Arbeitspaket 4.2 in einem mehrstufigen Verfahren ein Kennzahlensystem zur Messung der Zielerreichung erarbeitet. In einem ersten Schritt werden für die identifizierten Einzelziele des integrierten Zielsystems geeignete Kennzahlen zur Messung der Zielerreichung gebildet, wobei das KPIFramework-Model nach Keller (vgl. Keller u. Hellingrath 2007) als strukturierter Gestaltungsund Klassifizierungsrahmen herangezogen wird. Es folgt im zweiten Schritt die exakte verbale und mathematische Definition der Kennzahlen, die sich sowohl an existenter Literatur orientiert (u. a. VDI 2001) als auch auf eigene, problemspezifische Anforderungen eingeht. Der dritte Schritt dient der Festlegung der Zielvorgaben bzw. -korridore der Einzelkennzahlen in Abhängigkeit ihrer Wirkzusammenhänge. Als Ergebnis liegt ein vollständig beschriebenes und redundanzfreies Kennzahlensystem vor, welches zur Messung der Zielerreichung im Rahmen der InTerTrans-Projektziele verwendet werden kann. Das methodische Vorgehen des Arbeitspaketes 4.2 ist in nachfolgender Abbildung 41 dargestellt. INPUT AP 1.4: Integriertes Zielsystem Definition / Berechnungsvorschriften z. B. VDI 4400 Blatt 1-3, eigene Herleitung Rahmen für Zielvorgabe / Gewichtungen Projektziele, Berücksichtigung der Wirkzusammenhänge, eigene Herleitung METHODE OUTPUT Vollständiges Kennzahlensystem Abbildung 41: Zusammenhang zwischen Zielsystem und Kennzahlen Ergebnisse Als Ergebnis des Arbeitspakets steht dem Projekt ein vollständiger und redundanzfreier Katalog von Kennzahlen zur Verfügung, welcher die Zielerreichung der in AP 1.4 definierten Einzelziele quantifizierbar macht. Nachfolgend werden zunächst primär die Kennzahlen beschrieben, die sich mit der ökologischen Effizienz und damit den primären Forschungszielen des InTerTrans-Projekts beschäftigen. Die restlichen Kennzahlen befinden sich im Anhang 6.3. Verkehrsvermeidung: Die Verkehrsvermeidung wird gemessen durch die Summe aller gefahrenen Fahrzeugkilometer von Lkw, Einzelwagen-Zügen (EW) und Ganzzügen (GZ). Bei Ganzzügen wird die vom Zug zurück gelegte Kilometerzahl mit der Zahl der Waggons multipliziert um Verzerrungen zu vermeiden. Durch die Addition über alle Verkehrsträger kann die gesamte Verkehrsbelastung in den Fallstudien betrachtet werden. Die Kennzahl Verkehrsvermeidung InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 100 ergibt sich dabei aus der Summe der vermiedenen Kilometer im optimierten Szenario im Verhältnis zur Summe alle gefahrenen Kilometer im Ausgangsszenario. Dabei werden für Ganzzüge die Kilometer aller Waggons berücksichtigt. Verkehrsverlagerung: Die Verkehrsverlagerung betrifft die Verkehrslagerung weg von der Straße. Sie berechnet sich aus der verlagerten Verkehrsleistung im Verhältnis zur gesamten Straßenverkehrsleistung des Ausgangsszenarios. Fzkm KZVerkehrsverlagerung LKW Auslastungserhöhung: Die Auslastungserhöhung wird die durchschnittliche Auslastung der Verkehrsmittel gemessen. Es wird davon ausgegangen, dass Lkw und Einzelwagen zu 100% ausgelastet sind, so dass sich diese Kennzahl auf die Messung des Auslastungsgrades bei Ganzzügen reduziert. Da Ganzzüge vor allem in der Distributionslogistik beim Fertigfahrzeugversand eingesetzt werden, bezieht sich nachfolgende Kennzahl auf Fertigfahrzeuge. KZ Auslastungserhöhung KZ Auslastunserhöhung GZ GZ Anzahl Fahrzeuge Max. Kapazität GZ Anzahl Fahrzeuge Max. Kapazität GZ Darüber hinaus sind weitere wichtige Kennzahlen definiert worden, die sich mit Kosten- und Leistungszielen aus dem integrierten Zielsystem beschäftigen. Um eine Kennzahlenflut in den Fallstudien zu vermeiden, wird nachfolgend nur auf eine Auswahl relevanter Kennzahlen verwiesen: Bestandsreduzierung: Die Bestandsreduzierung wird gemessen durch die durchschnittlichen Beständen an Teilen bzw. Fertigfahrzeugen pro Tag. Diese Kennzahl kann zum einen im Produktionsstandort und zum anderen im gesamten Netzwerk erhoben werden. Tagesbestand Teile Standort; Netzwerk KZBestandsreduzierung KZ Bes tan dsreduzierung Tage Tagesbestand Teile Tage oder FahrzeugeStandort; Netzwerk Tage Standort;Netzwerk oder FahrzeugeStandort;Netzwerk Tage Durchlaufzeitreduzierung: Die Durchlaufzeitreduzierung wird gemessen durch die durchschnittliche Durchlaufzeit in Minuten vom Zulieferer bis zum Werk bzw. vom Werk bis zum Zielbahnhof. KZDurchlaufzeitreduzierung DLZ Teile oder DLZ Fahrzeuge Transporte Transporte InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 101 DLZ Teile oder DLZ Fahrzeuge Transporte KZ Durchlaufzeitreduzierung Transporte Reihenbildungszeit: Die durchschnittliche Reihenbildungszeit misst die Zeit in Minuten, die durchschnittlich pro Fahrzeug zur Befüllung einer Relation nötig ist. KZReihenbildungszeit KZ Re ihenbildungszeit (Anzahl Fzg Relationen * durchschnittl. Reihenbefüllungszeit) Fahrzeuge (Anzahl Fzg * durchschnittl. Reihenbefü llungszeit ) Fahrzeuge Re lationen Nachdem die Kennzahlen definiert worden sind, sind in einem nächsten Schritt die Zielvorgaben im integrierten Zielsystem zu quantifizieren. Vor dem Hintergrund eines teilweise gegenläufigen Zielsystems ist eine gleichzeitige Verbesserung sämtlicher Ziele nicht realisierbar (vgl. Klein u. Scholl 2004: 101). Vielmehr gilt es daher darüber zu entscheiden, welche Ziele in welchem Umfang im Gesamtsystem verfolgt werden. Zu diesem Zweck wird eine dreistufige Zielkaskade entwickelt, die zur Gewichtung der Ziele untereinander durch Vorgabe eines Zielwertes bzw. einer Entwicklungsrichtung genutzt wird. Abbildung 42 veranschaulicht die Zielkaskade grafisch. Zielvorgabe Priorität 1: Was sind die primären Ziele des Forschungsprojekts? Erfüllung / + 10% Welche weiteren Teilziele im Zielsystem wirken positiv unterstützend bzw. neutral auf die Erreichung der Projektziele? Zielvorgabe Priorität 2: deutliche Verbesserung / ++ Was sind weitere wichtige Unternehmensziele ? Welche sonstigen Teilziele werden im Zielsystem verfolgt, die eine neutrale bzw. negative Wirkung in Bezug auf die Projektziele besitzen? Was sind weitere, weniger wichtige Unternehmensziele ? Ziele des Projektträgers: • Verkehrsvermeidung um 10% • Erhöhung der Auslastung um 10% • Verkehrsverlagerung von Straße auf Schiene und Schiff um 10% Zielvorgabe Priorität 3: Ermittlung über EinflussanalyseMatrix aus AP 1.4 / unternehmensspezifische Einschätzungen möglichst Verbesserung, aber partielle Verschlechterung akzeptiert / +/- Abbildung 42: Dreistufige Zielkaskade Die Ausrichtung der Zielgrößen und der damit verbundenen Kennzahlen erfolgt nach einem strukturierten Prioritätsprinzip. Auf oberster Stufe (Priorität 1) werden diejenigen Ziele verfolgt, die direkt zur Erfüllung der Ziele des Projektträgers beitragen. Namentlich sind dies eine Verkehrsvermeidung, eine Auslastungserhöhung und eine Verkehrsverlagerung auf Schienenund Schiffsverkehr um 10 %. Durch die eindeutige Verknüpfung der Ziele mit Kennzahlen kann InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 102 die Zielvorgabe direkt auf die betroffenen Kennzahlen übertragen werden. Diese Zielvorgabe soll nach Möglichkeit im Rahmen des InTerTrans-Projekts erfüllt werden. Auf einer zweiten Ebene (Priorität 2) werden derartige Ziele eingestuft, die nicht direkt aus den Projektträgerzielen abgeleitet wurden, diese jedoch positiv beeinflussen (komplementäre Zielbeziehung) oder zumindest in einer neutralen Zielbeziehung zueinander stehen. Die Informationen über die Wirkzusammenhänge sind aus Arbeitspaket 1.4 zu entnehmen. Dort wurde zu diesem Zweck eine Einfluss-Analyse-Matrix nach Vester35 erstellt, in der positive, negative und neutrale Wirkbeziehungen zwischen den Einzelzielen festgestellt wurden. Durch eine Verbesserung der Einzelziele bzw. Kennzahlen, die einen positiven, d.h. unterstützenden, Einfluss auf die Projektträgerziele haben, wird deren Zielerreichung gleichzeitig unterstützt. In Bezug auf die Zielvorgabe erscheint es aufgrund einer schwierigen Argumentationsbasis sinnvoll, keine expliziten Werte für derartige Kennzahlen festzulegen, sondern vielmehr eine deutliche Verbesserung dieser Kennzahlen zu forcieren. Darüber hinaus werden Einzelziele, die in einer neutralen Wirkbeziehung zu den Projektträgerzielen stehen, ebenfalls in die zweite Prioritätsstufe eingeordnet. Da sie die übergeordneten Projektträgerziele nicht negativ beeinflussen, sollte ebenfalls eine möglichst deutliche Verbesserung angestrebt werden. So weist beispielsweise das Ziel „Geringer Handlingaufwand“ eine weitestgehend neutrale, aber in keinem Fall negative Wirkbeziehung zu den übergeordneten Projektzielen auf, so dass grundsätzlich eine Verbesserung angestrebt werden kann. Abschließend können unabhängig von der allgemeinen Einfluss-Analyse im Anwendungsfall weitere, wichtige Unternehmensziele in dieser Kategorie eingeordnet werden. Auf der dritten Ebene (Priorität 3) werden die restlichen Ziele verfolgt, d.h. diejenigen, die mindestens einem Projektträgerziel konfliktär entgegenwirken. Da es in dem betrachteten integriertem Zielsystem unmöglich ist, sämtliche Ziele zu erreichen, werden die hier betrachteten Ziele zwar auch möglichst verbessert, aber eine Verschlechterung einzelner Kennzahlen wird im Zusammenspiel mit der Gesamtsystemverbesserung akzeptiert. Exemplarisch kann hier das Ziel „Niedriger Flächenbedarf“ herangezogen werden. Da dieses Ziel und die damit verbundene Kennzahl eine negative Wirkbeziehung bspw. zum Ziel der Verkehrsverlagerung auf Schiene und Schiff hat (grundsätzlich steigt Pufferbedarf durch größere Transportlose), wird eine evtl. Verschlechterung der Kennzahl zu Gunsten der übergeordneten Projektziele toleriert.36 Analog zur zweiten Prioritätsebene können auch hier im Anwendungsfall unternehmensspezifische Ziele eingeordnet werden, denen eine untergeordnete Bedeutung beigemessen wird. 35 36 Vgl. Vester (2000). Es sei darauf hingewiesen, dass sich die negative Wirkbeziehung zwischen niedrigem Flächenbedarf und einer Verkehrsverlagerung auf Schiene und Schiff auf konventionelle Verladeprozesse mit einer Fahrzeugzwischenlagerung nach Werksaustritt bezieht. Bei einer Direktverladung aus der Produktion direkt auf einen Ganzzug würde sich die Wirkbeziehung dagegen sogar umkehren und sich der Flächenbedarf für den Fahrzeugumschlag reduzieren. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 103 2.4.3 AP 4.3: Stufenkonzept zur Umsetzung Zielsetzung Das Arbeitspaket 4.3 umfasst ein Konzept, welches OEMs und Logistikdienstleistern in der Automobilindustrie die Möglichkeit bieten soll die Ergebnisse und Erkenntnisse von InTerTrans umzusetzen. Um die Ergebnisse nachhaltig in die Prozesse von OEM und Logistikdienstleister einzugliedern, soll ein methodischer Ansatz eingesetzt werden. Dieser gewährleistet ein schrittweises Hinführen zum integrierten Planungsansatz, gekoppelt mit Anpassungsphasen welche bei Prozessveränderungen (bspw. Anpassung an neue Prozesse und Systeme) notwendig sind. Neben der Gewährleistung der Nachhaltigkeit soll dieser ebenso eine Komplexitätsreduzierung des InTerTrans Gesamtprozesses sicherstellen. Ergebnisse Das InTerTrans-Stufenkonzept (s. Abbildung 43) stellt ein generisches Modell zur Implementierung des InTerTrans Konzeptes bei Automobilherstellern und Logistikdienstleitern dar. Die Automobilhersteller- und Logistikdienstleister-unabhängige Implementierungsmöglichkeit des integrierten Planungskonzeptes wird durch einen allgemeinen und methodischen Ansatz gewährleistet. Für eine zielgerichtete Implementierung ist zunächst eine Abgrenzung des Gesamtsystems (bspw. Produktionsprozesse einer Fertigungslinie mit zugehörigem Transportnetz) sinnvoll, um eine weitere Komplexitätsreduzierung vorzunehmen. Das daraus erhaltene Teilsystem, stellt die Grundlage dar, in der das InTerTrans-Konzept bis zur 4. Stufe des Stufenkonzeptes umgesetzt werden soll. Eine Abgrenzung bezüglich des Betrachtungsumfangs (z. B. Anzahl Relationen, Grad der Berücksichtigung von Sequenzierungsregeln) ist ebenfalls vorzunehmen. Stufe 5 stellt die Ausrollung des InTerTrans-Konzeptes auf das Gesamtsystem dar. Stufe 5 Stufe 4 Stufe 3 Stufe 2 Stufe 1 Stufe 0 Quick Wins Implementierung der VTTM als begleitendes System Ist-Soll Abgleich Implementierung eines ITgestützten • Transportplanungstools • Terminierungstools Implementierung der Soll-Prozesse und Lösungsansätze (logistikorientierte Programmplanung, taktische Transportplanung) Ausweitung des InTerTrans Stufenkonzeptes Grad des integrierten Ansatzes Abbildung 43: InTerTrans-Stufenkonzept InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 104 Stufe 0: Ist-Soll Abgleich Um neue Prozesse bei Automobilherstellern und Logistikdienstleitern implementieren zu können ist es eine Voraussetzung die Lücke zwischen den bestehenden Prozessen und den SollProzessen zu identifizieren. Innerhalb der Vorstufe 0 soll eine Analyse der bestehenden Prozesse durchgeführt werden (bspw. Prozessanalyse nach Best u. Weth 2009), welche daraufhin mit den InTerTrans-SollProzessen abgeglichen werden. Das Ergebnis stellt neben einem Potenzial auch die notwendigen Handlungsfelder für die weiteren Stufen dar. Stufe 1: Quick-Wins Innerhalb der Forschungsarbeiten wurden in Fallstudien Potenziale mit geringen Umsetzungsaufwänden aufgedeckt. Durch deren Umsetzung kann frühzeitig die Effizienz im Gesamtsystem, wie bspw. eine Durchlaufzeitreduzierung durch Informationstransparenz, schnell und mit wenig Aufwand erhöht werden. Quick-Wins wurden im Bereich der Transportplanung und Terminierung identifiziert. Transportplanung Ein wesentlicher Stellhebel zur Erhöhung der Effizienz und Effektivität von Transporten besteht in der verbesserten Planbarkeit, wie bereits in Arbeitspaket 1.4 festgestellt wurde. Diese wird dadurch erreicht, dass Prognoseinformationen mit einer akzeptablen Prognosegüte verfügbar sind. Die Ergebnisse aus AP 6.1 zeigen, dass diesbezüglich in der aktuellen Kommunikation zwischen OEM und LDL Defizite bestehen. Terminierung Im Bereich der Distributionslogistik konnten durch zusätzliche Anforderungen der Logistik in der Reihenfolgeplanung Potenziale nachgewiesen werden. Im Vergleich zur Beschaffungslogistik lassen sich durch die zusätzliche Definition weniger Restriktionen verhältnismäßig viele Transporte beeinflussen. Insbesondere für Transportrelationen die mit einer geringen Frequenz und geringen Mengen betrieben werden, lässt sich eine signifikante Senkung der Durchlaufzeiten erzielen. Stufe 2: Implementierung des VTTM Im Zuge der zweiten Stufe des Umsetzungskonzeptes soll das in InTerTrans erarbeitete VTTM zur Effizienzsteigerung des abgegrenzten Systems beitragen. Stufe 2 beschreibt dabei den Nutzen einer rein technischen Implementierung des VTTM für die einzelnen Organisationseinheiten und dem angrenzenden System. Aufgrund der Zusammenführung verschiedenster ITSysteme in das VTTM entsteht eine Konsolidierung der relevantesten Planungsdaten, welche für Terminierung und Transportplanung notwendig sind. Diese Informationstransparenz ermöglicht den einzelnen Organisationseinheiten eine bessere Planungsgrundlage. Diese Vorgehensweise bietet dabei den Vorteil, dass die Vollständigkeit und Richtigkeit des VTTM ohne Beeinträchtigung der bestehenden Prozesse geprüft werden kann. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 105 Stufe 3: Implementierung IT-gestützter Planungstools Aufgrund der vorliegenden integrierten Datenbasis des VTTM wird in Stufe 3 die Effizienzsteigerung des abgegrenzten Systems durch die Integration von IT-gestützten Planungstools angestoßen. Das InTerTrans-Konzept sieht vor, Tools auf der Transportplanungsebene und der Terminierungsebene einzusetzen, welche in Wechselwirkung zueinander stehen. Zum einen wird eine Optimierung des Transportnetzwerks auf zukünftige Bedarfe ausgerichtet, welche aus der Terminierung stammen, und zum anderen plant das Terminierungstool Aufträge auf Basis von Anforderungen der Logistik ein. Stufe 4: Implementierung der Soll-Prozesse und Lösungsansätze Für eine effiziente Nutzung der nun vorhandenen hohen Informationstransparenz, ist es erforderlich die Prozesse der Organisationseinheiten anzupassen. Hiermit können unter anderem bessere Planungsentscheidungen und Durchlaufzeitreduzierungen erreicht werden. Neben den organisatorischen Prozessen wird das VTTM in dieser Stufe um Lösungsansätze (bspw. Berücksichtigung von logistischen Kriterien im bestehenden Sequenzierungsalgorithmus, taktische Transportplanung) erweitert. Dies gewährleistet eine weitere Effizienzsteigerung. Um eine nachhaltige Implementierung der Soll-Prozesse zu gewährleisten, ist Change Management eine nützliche Methode. Stufe 5: Ausweitung des InTerTrans-Konzeptes Stufe 5 befasst sich mit der Ausweitung des InTerTrans-Konzeptes auf ein vergrößertes Teilsystem bzw. auf das Gesamtsystem des betrachteten Automobilherstellers und Logistikdienstleisters. Durch eine Erweiterung der Planungsparameter (Anzahl Relationen, Grad der Berücksichtigung von Sequenzierungsregeln) und Berücksichtigung mehrerer Werke bzw. des gesamten Konzerns, kann so die Effizienz im betrachteten System weiter gesteigert werden. Abbildung 44 verdeutlicht unterschiedliche Ausprägungsformen der Ausweitung des InTerTrans Konzeptes. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 106 Berücksichtigung zusätzlicher Relationen in der Terminierung Lief erant Werk 1 Berücksichtigung zusätzlicher Materialien in der Terminierung Berücksichtigung zusätzlicher Werke Werk n - m Berücksichtigung neuer Kooperationsformen zwischen OEM und LDL Abbildung 44: Ansätze zur Ausweitung des InTerTrans-Konzeptes Das InTerTrans-Konzept stellt eine Lösung dar, welches durch die Integration der Terminierung und Transportplanung die Effizienz im System erhöht. Aufgrund der hohen Komplexität ist der Einsatz eines Stufenkonzeptes nützlich, in welchem Change Management eine wichtige Position einnimmt. Hierbei werden Veränderungen im Unternehmen geplant, gesteuert und überwacht, die eine effektive Umsetzung neuer Konzepte unterstützen. Durch das strukturierte und stufenweise Vorgehen wird eine nachhaltige Veränderung im Unternehmen gewährleistet. Bedeutung der Ergebnisse für InTerTrans Das Arbeitspaket 4 enthält mit dem Gesamtprozess eines der zentralen Ergebnisse des InTerTrans-Projekts. Ergänzt wird dieser Prozess durch ein Stufenkonzept zur Umsetzung, das die Realisierbarkeit gewährleistet, sowie ein Kennzahlensystem, das zur Erfolgsmessung dient. Während AP 4 die Prozessseite der Ergebnisse darstellt, gibt AP 5 die Softwareseite wieder. Da die Software auf Prozessen aufbaut, sind die Ergebnisse des AP 4 auch von zentraler Bedeutung für den Markterfolg des InTerTrans-Projekts. Für den bestehenden Prozess des Praxispartners Volkswagen wurde der Einsatz eines VTTM mit Prozessbeteiligten diskutiert. Im Laufe des Gesprächs wurden zahlreiche Vorteile durch einen integrierten Ansatz auch ohne softwaretechnische Unterstützung klar. Dies half, die Akzeptanz für den Ansatz eines integrierten Modells zu erhöhen. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 2.5 107 AP 5: Softwareprototypen Ein wesentliches Ziel des InTerTrans-Projekts ist die Entwicklung eines Prototyps zur integrierten Terminierung und Transportplanung. Grundlage sind die bereits vorhandenen SoftwareWerkzeuge 4flow vista und OTD-NET. Im Arbeitspaket 5.1 soll der Prototyp zur dynamischen Transportplanung auf Grundlage von 4flow vista entwickelt werden. Er dient auch zur Validierung der zuvor entwickelten Transportplanungsprozesse. Ziel des Arbeitspakets 5.2 ist die Entwicklung eines Terminierungsprototyps zur Validierung der Forschungsergebnisse und zu ihrer Demonstration. Grundlage für den Terminierungsprototyp bildet das Simulationswerkzeug OTD-NET. Im Arbeitspaket 5.3 werden die beiden Prototypen schließlich zusammengeführt und über eine Schnittstelle zum integrierten Prototyp verbunden. Grundlage für den funktionalen Ablauf ist der in AP 4.1 entwickelte Gesamtprozess. 2.5.1 AP 5.1: Transportplanungsprototyp Zielsetzung Neben der Definition von Prozessen für die Überplanung der Transportstrukturen muss auch die IT-Infrastruktur weiterentwickelt werden, damit der neue Ansatz der integrierten Transportplanung und Terminierung in der Praxis erfolgreich umgesetzt werden kann. Aufgrund großer Datenvolumina ist eine softwaretechnische Unterstützung bei der Abwicklung der Planungsprozesse unverzichtbar. Ziel des AP 5.1 ist die Konzeption und Entwicklung eines Prototyps zur dynamischen Bewertung von Transportstrukturen. Der Prototyp soll die Abbildung komplexer Netzwerke mit ihren Standorten und Relationen unterstützen und die Evaluation alternativer Transportstrukturen wie Milkruns oder Direktverbindungen ermöglichen. Eine flexible, transparente und effiziente Verarbeitung wechselnder Bedarfsszenarien muss gewährleistet sein, um Eingangsgrößen aus der Terminierung berücksichtigen zu können. Der Prototyp wird mit Hilfe der Fallstudien validiert (s. 2.6). Methodik Die Anforderungen an den Softwareprototypen wurden im Rahmen der Transportprozessgestaltung aufgenommen. Die einzelnen Planungsaufgaben werden zum Teil durch bereits vorhandene Funktionen der für die Entwicklung des Softwareprototyps zur Verfügung stehenden Logistikplanungssoftware 4flow vista unterstützt. 4flow vista ist eine Standardsoftware der 4flow AG. Besonders geeignet ist sie für die lang- und mittelfristige Planung von Logistiknetzwerken auf Grundlage von Durchschnittswerten. 4flow vista vereint Methoden der analytischen Lösungskonstruktion und Modellrechnung mit der mathematischen Optimierung. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 108 In der Version 3.6, die Grundlage für die Entwicklung des InTerTrans-Prototyps war, verfügte 4flow vista unter anderem über folgende, für das Projekt relevante Funktionen: Einstufige Milkrun-Optimierung auf Beschaffungs- und Distributionsseite Auswahl der günstigsten Tarife und Verkehrsträger für Rahmentouren in einem Logistiknetzwerk Darstellung von intermodalem Verkehr Weitere Funktionalitäten, die in diesem Arbeitspaket entwickelt werden sollten, wurden zunächst aufgenommen, beschrieben und mit den Projektpartnern abgestimmt. Das Programmieren der neuen Funktionen fand auf Basis detaillierter Anforderungen statt, die gewährleisten, dass alle Arbeiten gut dokumentiert sind und die prototypisch umgesetzten Funktionen später weiter entwickelt werden können. Für das Testen der neuen Funktionen wurden zunächst Testfälle zur Überprüfung der Berechnungsvorschriften erstellt. Weiterhin wurden die Funktionen in einem Software-Workshop allen Projektpartnern erläutert und vorgeführt. Schließlich erfolgte der Praxiseinsatz des Transportplanungsprototyps im Rahmen der Fallstudien. Ergebnisse Die Basis für die Entwicklung des Transportplanungsprototyps stellt der Transportplanungsprozess in AP 2 dar. Die von der Transportplanung zu erfüllenden Aufgaben untergliedern sich in den Datentransfer, die Abbildung, Evaluation und Optimierung von Transportnetzwerken sowie die Abstimmung von Veränderungen an diesen. Tabelle 15 gibt einen Überblick über die dafür zur Verfügung stehende Softwareunterstützung. In der letzten Zeile sind die in InTerTrans neu entwickelten Funktionen aufgelistet, welche in den folgenden Abschnitten detaillierter dargestellt werden. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts Datentransfer Abbildung Evaluation Optimierung Abstimmung Import von Visualisie- Identifikation Systemunter- Abstimmung stützte Anpassung des Transportnetzwerks an prognostizierte Bedarfe der geplanten Änderungen Planungsaufgabe Bedarfsszenarien Unterstützende Funktionen 109 Plausibilisie- ren rung des Transportnetzwerks von Überund Unterkapazitäten im Zeitverlauf Abbildung von Last-und Kapazitätsverläufen Berechnung Excel-Im- und Tabellarische, Basisanaly- Milkrun- Export von Stamm- und Netzwerkdaten geografische und schematische Sicht sen zu Kosten, Durchsätzen, Beständen, usw. assistent Übergabe von relevanten Logistikparametern an die Produktionsterminierung Austausch von 4flow vista-files von KPI Straßennetz Filter- Sankey- funktionen Analyse auf Kanten und Knoten Netzwerk- aufbau Prognose über künftige Volumina an LDL/ Dritte Excel- Schnittstelle Frequenz- optimierung Tarif- optimierung Export von Planungsergebnissen Nutzung von Filtern Szenario- vergleich Bedarfe ein- spielen Neue Funktionalitäten Import- template Export- template Automati- sierte Plausibilitätstest Datenmana- gementWizard Assistent zur Sankey- periodischen Planung Konfigurier- Verlaufs- und bare Icons zur Abbildung von Hubs und Bahnstandorten Tabelle 15: Aktivitäten Transportstrukturen und Milkrun-, Analyse auf PLZ-Gebieten Vergleichsanalysen Fahrplan- Frequenzund Tarifoptimierung für mehrere Netzwerke assistent Durchsatz vs. Kapazität Modal-Split- Analyse Funktionen im Workflow zur Überplanung von InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 110 Assistent für die periodische Planung Die für die Transportplanung relevanten Transportvolumina ändern sich im Zeitverlauf, wie in Abbildung 45 ersichtlich ist. Als Folge dessen werden einmal erstellte Pläne rasch ineffizient. Auch Bündelungspotenziale, die zu höheren Auslastungen führen oder den Einsatz effizienter Verkehrsträger ermöglichen, ergeben sich dynamisch. Deshalb verfolgt InTerTrans den Ansatz der mittelfristigen iterativen Transportplanung Abbildung 45: Transportvolumina auf dem Hauptlauf einer Gebietsspedition Die Überplanung des Netzwerks in kurzen Zeitintervallen verhindert zudem den Anstieg der Logistikkosten und fördert die Wettbewerbsfähigkeit. Da aufgrund der unterschiedlichen Planungsvorlaufzeiten je nach Verkehrsmittel mehrere Zeitscheiben gleichzeitig zu planen sind und der Planungsaufwand ohne Softwareunterstützung immens hoch wäre, wurde für die iterative Transportplanung auf Zeitscheibenbasis der Assistent für periodische Planung entwickelt. Abbildung 46: Anstieg der Logistikkosten ohne (links) und mit dynamischer Transportplanung (rechts) InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 111 Der Assistent für die periodische Planung stellt den Kern des Transportplanungsprototyps dar. Aus einem Ausgangsnetzwerk, in dem bereits Transporte angelegt sind, können zunächst Zeitscheibennetzwerke erstellt werden (z. B. Transportnetzwerke für einzelne Wochen, Monate oder Quartale). In diese Transportnetzwerke werden dann automatisch die Transportvolumina, die in den jeweiligen Gültigkeitszeitraum anfallen, eingespielt. Die Datenbasis, aus der die Transportvolumina importiert werden, besteht aus Informationen aus der Produktion (Materialbedarfe und Fertigfahrzeugsendungsvorschau). Abbildung 47: Assistent für periodische Planung Abbildung 47 zeigt den Assistenten. Oben links sind die jeweiligen Planungsumfänge dargestellt. Unten links sind alle zum ausgewählten Planungsumfang erstellten Zeitscheibennetzwerke gelistet. Auf der rechten Seite werden die in den Netzwerken vorhandenen Transporte dargestellt. Transporte in blauer Schrift finden in allen Zeitscheiben in gleicher Weise statt, Transporte in grauer Schrift ändern sich im Zeitablauf. Am unteren Rand des Fensters können über Buttons die Funktionen Zeitscheibennetzwerke erstellen, Bedarfe einspielen, Tarifoptimierung, Milkrun-Optimierung und Kapazitätsvorschlag generieren gestartet werden. Die Funktionen Tarif- und Milkrun-Optimierung für mehrere Netzwerke dienen dazu, die Zeitscheibennetzwerke an die unterschiedlichen Transportvolumina anzupassen und die Auslastung sowie Kosten zu optimieren. Da die Frequenzoptimierung im Transportplanungsprototyp keine ganzzahligen, sondern gebrochene Frequenzen ermittelt, wurde ein Fahrplanassistent entwickelt, der einen Abstimmungsprozess zwischen den Supply-Chain-Partnern ermöglicht. Dabei wird auf Grundlage von Anlieferrhythmen in einem Abstimmungsprozess zwischen Lieferanten, Werken und Logistikdienstleistern der Übergang von Frequenzen zu genauen Anliefertagen durchgeführt. Auf der Basis der Optimierungsergebnisse können Vorschläge für einzukaufende Kapazitäten automatisch generiert werden (s. Abbildung 48). Diese können auch als Transportvorschau an Logistikdienstleister oder Frachtführer kommuniziert werden. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 112 Abbildung 48: Vorschlag von Kapazitäten in periodisierten Netzwerken Analysen Einen weiteren Schwerpunkt bei der Entwicklung stellten die Analysefunktionalitäten dar: Hierbei wurden zum einen bestehende Analysen ausgebaut und als Verlaufs- und Vergleichsanalysen verfügbar gemacht, zum anderen wurden neue Analysetypen (Durchsatz vs. Kapazität und Modal-Split-Analyse) eingeführt. Die Planung in Zeitscheiben stellt neue Anforderungen an die Analyse von Kosten, Auslastung, usw. Die Werte dieser Indikatoren sollen nicht mehr nur in einem Netzwerk bestimmt, sondern im Zeitablauf verglichen werden. Dafür wurden zusätzlich zu den Basisanalysen Verlaufs- und Vergleichsanalysen entwickelt, deren Abgrenzung im Folgenden erläutert wird (s. Abbildung 49): Basisanalysen beziehen sich auf ein Netzwerk und Durchschnittswerte über den gesamten betrachteten Zeitraum. Verlaufsanalysen beziehen sich auf ein Netzwerk und stellen Durchschnittswerte je Periode dar. Im Vergleich zu Basisanalysen wird hier der betrachtete Zeitraum in mehrere Perioden zerlegt, z. B. Wochen. Auf Basis der Ergebnisse einer Verlaufsanalyse können sinnvolle Zeitscheiben für die weitere Planung ermittelt werden. Vergleichsanalysen beziehen sich auf mehrere Zeitscheibennetzwerke. In Verlaufsanalysen können auch strukturelle Veränderungen zwischen den Zeitscheibennetzwerken berücksichtigt werden. Abbildung 49 illustriert die Unterscheidung: InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts Anzahl Netzwerke Berechnung Basisanalyse Verlaufsanalyse Vergleichsanalyse 1 1 n Durchschnitt Durchschnitt je Periode Durchschnitt je Netzwerk Durchsatz vs. Kapazität Neuentwicklungen 113 Modal-Split- Analyse PLZ-Sankey- Analyse Transportmittel- auslastung Kosten pro Relation Kosten je Milkrun Durchsatz vs. Kapazität Transportmittelauslastung Kosten pro Relation Kosten je Milkrun Durchsatz vs. Kapazität Modal-Split-Analyse Modal-Split-Analyse Abbildung 49: Vergleich der Analysetypen Ein Beispiel für eine Verlaufsanalyse stellt die Analyse „Verlauf Transportmittelauslastung“ dar (s. Abbildung 50). Hier wird die Auslastung auf Wochenbasis untersucht. Aus den Ergebnissen können Rückschlüsse auf eine sinnvolle Unterteilung des Planungshorizontes in Zeitscheiben gezogen werden. Abbildung 50: Beispiel einer Verlaufsanalyse Die Analyse „Kostenvergleich je Relation“ ist stellvertretend für die Vergleichsanalysen dargestellt (s. Abbildung 51). Für die zwei Zeitscheibennetzwerke wurden jeweils die Transportkosten, Bestandskosten, usw. aufsummiert und gegenübergestellt. Die Schadstoffkosten wurden in InTerTrans als neue Kostenkategorie aufgenommen und werden auf Basis des CO2Ausstoßes berechnet. Diese neue Kostenkategorie soll es Planern ermöglichen, auch die externen Effekte, die durch die von ihnen veranlassten Transporte entstehen, in ihre Beurteilung mit einzubeziehen. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 114 Abbildung 51: Kostenvergleich je Relation Die Analyse „Durchsatz vs. Kapazität“ bildet die Ausnutzung von geplanten Kapazitäten ab. Sinkt oder steigt die Auslastung in einem der Zeitscheibennetzwerke unter bzw. über einen kritischen Wert, so können durch Zukauf oder Stornierung die vorgehaltenen Kapazitäten entsprechend angepasst werden (s. Abbildung 52). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 115 Abbildung 52: Vergleich des Durchsatzes mit der zuvor vereinbarten Kapazität Die Modal-Split Analyse (s. Abbildung 53) wurde eingeführt, um die verkehrlichen Wirkungen von Transportentscheidungen näher untersuchen zu können. Der Anteil der Beförderungsleistung in Tonnenkilometern pro Jahr kann für die Verkehrsträger Straße, Schiene, Luft und Wasser ausgewertet werden. Das für die Berechnung herangezogene Gewicht umfasst dabei sowohl das der Artikelgewicht als auch das Gewicht des Ladehilfsmittels. Es werden alle Teilstücke eines Transports mit ihrem jeweiligen Gewicht einbezogen. Die Berechnungsformel lautet: Modal Split des Verkehrsträgers i = Transportleistung aller Transporte des Verkehrsträgers i Summe aller Transportleistungen aller Verkehrsträger T: Transport auf 1. Ebene AG: Artikelgruppe LHM: Ladehilfsmittel : Modal Split des Verkehrsträgers i DU: Deployment Unit (Umverpackung) InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts m: Gewicht [kg] 116 Vi: Verkehrsträger i s: Entfernung, bei Milkrun: Teilstück [m] Abbildung 53: Modal-Split-Analyse Weitere Funktionalitäten Ein weiterer wichtiger Baustein ist der effiziente Datenimport, da in der Transportplanung mit Massendaten gearbeitet wird. Die in Firmen vorhandenen Daten zu Transporten, Produkten usw. sind zudem häufig unvollständig oder fehlerhaft. Um die Akzeptanz bei Endkunden zu erhöhen und um eine bessere Planungsgrundlage zu generieren, wurden daher zahlreiche Datenmanagement- und Plausibilisierungsfunktionalitäten geschaffen, die durch die Rückkopplung von Unstimmigkeiten zu einer kontinuierlichen Verbesserung der Datenqualität im Unternehmen beitragen. Im Bereich der Visualisierung wurden konfigurierbare Icons für Standorttypen eingeführt. So ist es möglich in einem Netzwerk Bahnhöfe und Standorte mit Gleisanschluss zu kennzeichnen. Darüber hinaus können Hubs und weitere potenzielle Konsolidierungspunkte hervorgehoben werden. Dies unterstützt den Planer bei der manuellen Konfiguration des Transportnetzwerks. Außerdem wurde mit der Sankey-Analyse auf Postleitzahlgebieten eine weitere grafische Entscheidungshilfe entwickelt (s. Abbildung 54). Zusätzlich zu den bisherigen Visualisierungen von Transportflüssen auf Knoten und Kanten, können jetzt Gebiete hinsichtlich ihrer Transportaufkommen untersucht werden. Dadurch ist es möglich, Gebiete mit hohem Transportaufkommen zu identifizieren und Bündelungspotenziale einfacher zu erkennen. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 117 Abbildung 54: Sankey-Analyse auf dreistelligen Postleitzahlgebieten Bedeutung der Ergebnisse Mit dem Transportplanungsprototyp wurden die Anforderungen an eine Softwareunterstützung für die dynamische Transportplanung umgesetzt. Der Prototyp ermöglicht eine effiziente iterative Planung in Zeitscheiben. Dadurch kann einerseits der Planungsaufwand gesenkt werden; andererseits verbessert sich durch die Überplanung in kurzen Zeitabständen der Auslastungsgrad des Netzwerks, was wiederum mit niedrigeren Logistikkosten einher geht. Zusätzlich können sich dynamisch ergebende Bündelungspotenziale genutzt werden, indem bei hinreichendem Transportvolumen temporär z. B. Züge anstelle von Lkw verkehren. Damit stellt der Transportplanungsprototyp in Verbindung mit dem in AP 4.1 dargestellten Planungsprozess und der Terminierungslösung ein hervorragend geeignetes Mittel zur Planung besser ausgelasteter Transporte dar. Die sich in der Anwendung ergebenden Potenziale werden in den Fallstudien in AP 6 aufgezeigt. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 118 2.5.2 AP 5.2: Terminierungsprototyp Zielsetzung Das Ziel der Entwicklung von Prototypen in diesem Forschungsprojekt ist einerseits die Validierung der im Projekt entwickelten Prozesse und Konzepte und andererseits die Senkung der Schwelle zur Anwendbarkeit der neuen Methoden bei den Praxispartnern. Zu diesem Zweck wurden im Rahmen von InTerTrans neben den bereits vorgestellten Methoden zur dynamischen Transportplanung wesentliche Aspekte aus dem Umfeld der Programmplanung prototypisch umgesetzt. Methodik Als zentrales Verbindungselement und Basis der einzelnen Prototypenbausteine und -funktionalitäten wurde die im Projekt entwickelte Idee einer umfassenden Datenbasis in Form des VTTM verwendet. Prototypisch wurde dieses Modell basierend auf dem vom Fraunhofer IML entwickeltem Simulationsframework OTD-NET aufgebaut. OTD-NET wurde vom Fraunhofer IML zur simulationsbasierten Analyse von Kundenauftragsabwicklungsprozessen (KAP) in komplexen Produktionsnetzwerken entwickelt.37 Es ist ein ereignisdiskreter Simulator, mit dem der gesamte KAP von globalen Netzwerken der diskreten Fertigung auf Basis einzelner Aufträge, Produkte und Teile dynamisch untersucht werden kann. In der Version, die Grundlage für die Entwicklung des InTerTrans-Prototyps war, verfügte OTDNET unter anderem über folgende, für das Projekt relevante Funktionen: Simulation von Auftragsdurchläufen durch mehrstufige Produktionsnetzwerke (Kundezu-Kunde Prozess) Abbildung verschiedener Transportkonzepte (Direktrelation, JIT/JIS, Milkrun, auf Abruf / fahrplanbasiert) Abbildung verschiedener Zulieferstrategien Abbildung von Planungsprozessen der Produktion (Perlenkette, Rückwärtsterminierung, Blockung) Abbildung von Störungen (Produktionsstörungen, Staus usw.) Auswertung der generierten Durchläufe anhand logistischer Kennzahlen (Durchlaufzeiten, Termintreue, Auslastungen, Bestände, Kapitalbindungskosten, Liefertreue) Alle im Rahmen des Projekts entwickelten Prototypen werden an dieses Framework gekoppelt und arbeiten auf derselben Datenbasis. Der Vorteil dieses Vorgehens ist, dass einerseits die umfangreiche Datenstruktur von OTD-NET, die bereits einen Großteil der Prozesse der automobilen Praxis enthält, als Grundlage für die VTTM verwendet werden konnte und dass andererseits die Funktionalität der Simulation, wie sie im InTerTrans-Gesamtprozess gefordert wird auf Basis dieses Modells durch die Simulationskomponente zur Verfügung steht. Hieraus ergibt sich für das Forschungsprojekt selber der weitere Vorteil, dass innerhalb der Fallstudien durch 37 Vgl. Wagenitz (2007) und Motta et al. (2008) InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 119 die somit vorhandene Möglichkeit der Simulation realitätsnahe und belastbare Ergebnisse erzielt werden können. Ergebnisse Im Rahmen des AP 5.2 wurden zahlreiche Elemente aus dem Terminierungsprozess (als Teil des Gesamtprozesses) umgesetzt, die sich durch ihren innovativen Charakter oder ihre zentrale Rolle innerhalb des Prozesses auszeichnen. Planauftragserzeugung & Auftragsmapping Logistikintegrierte Werkszuordnung & Grobsequenzbildung Logistikintegrierte Sequenzoptimierung (Feinsequenz) OTD-NET Sequenzoptimierer Schnittstellen zu VW-Systemen Simulationsbasierte Planungsbewertung OTD-NET Simulationsumgebung VTTM Quelle Veränderte Lastdefinition Quelle Änderung am VTTM vorgenommen Quelle Planauftrag durch Kundenauftrag ersetzt Quelle VTTM Start Grobsequenz Quelle Freigegebene neue Lastdefinition Werkszuord. auf Volumenbasis + gepl. DistrZeit Planaufträge vollständig spezifizieren Gültigkeitsintervall setzen Teilebedarfsrechnung Kapazitätsplanung Sequenzinitialisierung (Grobsequenz) Senke Grobsequenz erstellt Wochenprogrammtestumgebung (VW) Auswirkungen der Anpassungen ermitteln OTD-NET Modelladaption Planungsauftragserzeugung Stücklistenauflösung Abbildung 55: Module des Terminierungsprototyps im Gesamtprozess In Abbildung 55 ist ein Ausschnitt - der Programmplanungsteilprozess - aus dem Gesamtprozess dargestellt. Die grau hinterlegten Texte zeigen welche Module des Prototyps welche Teilprozesse im Gesamtprozess unterstützen. Im Folgenden werden diese Bausteine einzeln beschrieben. Schnittstellen zu Systemen des Volkswagen Konzern Eine zentrale Voraussetzung der Idee des VTTM stellt die Bereitstellung von Daten aus den unterschiedlichsten Konzernsystemen und die zweckmäßige Konvertierung dieser Daten in ein zentrales Datenmodell dar. Um diesen Teilaspekt abzubilden wurden in InTerTrans Schnittstellen zu einigen operativen Planungssystemen des Volkswagen Konzerns entwickelt. Es handelt sich hierbei einerseits um Schnittstellen zu Auftragseinplanungssystemen (Wochenprogrammplanung und Auftragsreihenfolgeplanung) aus denen vollständig spezifizierte Echtaufträge ausgelesen werden können und damit im Prototyp zur Verfügung stehen, andererseits aber auch um Schnittstellen zu Systemen, die die Produktstrukturen beschreiben, also die vorhandenen Modelle, Eigenschaften, Eigenschaftenfamilien und Stücklistenregeln. Die Implementierung dieser Schnittstellen dient allerdings nicht nur der Validierung des Konzeptes des VTTM zur zentralen Datenverwaltung sondern gleichzeitig als Schaffung einer realitätsnahen Datengrundlage für die Entwicklung der Prototypen und die Auswertung der Fallstudien. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 120 OTD-NET Modelladaption Ein Teilprozess des Gesamtprozesses von InTerTrans ist die schnelle Adaption des zugrundeliegenden VTTM im Falle einer Daten- oder Strukturaktualisierung. Da im Rahmen der Fallstudien ebenfalls verschiedene Planungsszenarien experimentiert werden müssen, wurde diese Funktionalität ebenfalls innerhalb der Prototypenentwicklung umgesetzt. Für die schnelle Adaption der Simulationsmodelle in OTD-NET wurde ein Excel-Framework geschaffen, das einerseits einen schnellen manuellen Aufbau von neuen oder aktualisierten Modellelementen erlaubt und andererseits für Massendaten direkt aus den Echtdaten des Automobilkonzerns generiert werden kann. Aus der Excel-Vorlage wird dann das Simulationsmodell automatisch aktualisiert. In Abbildung 56 ist ein Bildschirmfoto von Modellbausteinen der Distributionslogistik dargestellt. Abbildung 56: Modellbausteine der Distribution in OTD-NET Planauftragserzeugung Ein wesentliches Element des Gesamtprozesses ist die Planung auf Auftragsbasis, also die frühestmögliche Verwendung von Planaufträgen. Das NP-schwere Problem38 soll hier näher beschrieben werden. 38 Ein Problem, für das kein effizienter Lösungsalgorithmus bekannt ist, der bei hinreichend großen Problemgrößen eine optimale Lösung in vertretbarer Zeit ermittelt. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 121 Die konkrete Ausstattung eines Fahrzeuges wird über Eigenschaftenfamilien („Motoren“, „Getriebe“, „Radios“) definiert, denen jeweils eine von mehreren möglichen Eigenschaften(„100 PS“, 200 PS“ bzw. „5-Gang“, „Automatik“ bzw. „Radio low“, „Radio high“) zugeordnet werden kann. Für einen aktuellen Mittelklasse-PKW existieren etwa 150 Eigenschaftenfamilien mit insgesamt etwa 700 Eigenschaften. Die Zahl der Eigenschaften pro Eigenschaftenfamilie variiert zwischen 2 und 20, in Ausnahmefällen auch mehr. Ein individuelles Fahrzeug ist genau dann eindeutig beschrieben, wenn zu jeder Eigenschaftenfamilie eine Eigenschaft festgelegt ist. Jedoch ist nicht jede Kombination der Eigenschaften möglich. Es existiert ein aus technischen (200-PS-Motor nicht mit 5-Gang-Getriebe) oder vertrieblichen Anforderungen (Sportausstattung wird nicht mit dem Basismotor geliefert) resultierendes Regelsystem, welches über aussagenlogische Gleichungen zulässige und unzulässige Eigenschaftenkombinationen definiert. Bei einem Mittelklasse-PKW sind weit über 5.000 Regeln zu berücksichtigen. Eine Fahrzeugkonfiguration ist genau dann valide, wenn sie eindeutig beschreiben ist und keine Regel verletzt wird. Neben dem Produktionsvolumen gibt der Vertrieb Einschätzungen über voraussichtliche Einbauraten von Eigenschaften ab. So sollen beispielsweise im Zeitraum von Mai bis Juni 2009 20 % aller Fahrzeuge mit Zielland Deutschland einen 100-PS-Motor bekommen und 80 % einen 200-PS-Motor. Diese Einschätzungen werden für alle Eigenschaftenfamilien abgegeben und müssen beim Erzeugen der Aufträge berücksichtigt werden. Somit kann die Aufgabe des Algorithmus feiner spezifiziert werden. Das Verfahren soll vollständig spezifizierte Planaufträge erzeugen, die regelkonform sind und in ihrer Gesamtheit die vom Vertrieb vorgegebenen Einbauraten erfüllen. Divide-and-Conquer Die Aufgabe ist trotz fortschreitender Rechenleistung in seiner Reinform mit bisherigen Rechenanlagen nicht in akzeptabler Zeit lösbar. Es wurde daher nach einem Weg gesucht, die Komplexität so zu reduzieren, dass eine schnelle Berechnung möglich ist und eine Jahresproduktion an Fahrzeugen in wenigen Minuten berechenbar ist. Das bekannte Entwurfsmuster „Teile-und-Herrsche“ leistet Schützenhilfe: Eine Analyse der Regelstrukturen machte deutlich, dass eine Fixierung weniger aber zentraler Eigenschaftenfamilien des Fahrzeuges viele andere Eigenschaftenfamilien ebenfalls festlegt oder einschränkt. Gleichzeitig kann dadurch die Zahl der notwendigen Regeln drastisch reduziert werden. In einem Rechenbeispiel wurden Motor, Getriebe, Zielland und das Grundausstattungsniveau („Basis“, „Comfort“ oder „Sport“) festgelegt. Dadurch sank die Zahl der möglichen Eigenschaften erheblich. Bei über 60 Eigenschaftenfamilien war nunmehr eine einzige Eigenschaft setzbar. Beispielsweise legt die Wahl des 200PS-Benzinmotors direkt das Kraftstoffsystem auf „Benzin“ fest; „Zielland Deutschland“ bewirkt eine Festlegung auf „Linkslenker“ oder „Bordliteratur deutsch“. Noch drastischer ist die Reduktion der Regelanzahl. Von über 5.000 Regeln bleiben weniger als 500 übrig. Beispielsweise fallen für ein in Deutschland verkauftes Modell all jene Regeln weg, die nur für Exportfahrzeuge gelten. Diese Berechnungen können vorab für jede mögliche Kombination aus Motor, Getriebe, Zielland und das Grundausstattungsniveau, etwa 3.000, durchgeführt und die Ergebnisse persistiert werden. Das zu lösende Problem ist nun wesentlich „kleiner“, muss aber 3.000-mal hintereinander ausgeführt werden. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 122 Kombination von Regelheuristik und erweitertem Backtracking zur Erzeugung valider quotengerechter Fahrzeugkonfigurationen Im Folgenden soll die Funktionsweise des Kernalgorithmus etwas vereinfacht beschrieben werden. Beispielsweise wird von der Dynamik des Problems abgesehen und von über die Simulationszeit konstanten Regeln und Einbauraten ausgegangen. Außerdem berücksichtigt diese Beschreibung nur solche Einbauratenangaben, die für eine einzige Eigenschaft definiert sind. Die Implementierung kommt jedoch sowohl mit sich dynamisch ändernden Regeln und Quoten als auch mit Einbauquotendefinitionen für Eigenschaftenkombinationen zurecht. Auch auf eine erweiterte Version des Algorithmus mit stochastischer Fixierung der Eigenschaften wird aus Platzgründen nicht eingegangen. Im Rahmen eines erweiterten Backtracking-Verfahrens (vgl. Black u. National Institute of Standards and Technology 2004) werden iterativ Eigenschaftenfamilien auf eine Eigenschaft fixiert. Die Reihenfolge, in der die Eigenschaftenfamilien und darin die Eigenschaften betrachtet werden, berechnet die weiter unten beschriebene Heuristik. Im Anschluss an die Fixierung prüft das Verfahren, ob in jeder bisher nicht fixierten Eigenschaftenfamilie mindestens eine Eigenschaft setzbar bleibt. Ist das der Fall, besteht grundsätzlich noch die Möglichkeit, ein vollständig spezifiziertes Fahrzeug zu erzeugen. Sollte in einer Eigenschaftenfamilie keine einzige Eigenschaft setzbar bleiben, kann die bisherige Teilspezifikation des Fahrzeuges auf keinen Fall zu einer vollständigen Spezifikation erweitert werden. In diesem Fall ist in der aktuell betrachteten Eigenschaftenfamilie die nächste Eigenschaft zu fixieren. Falls es keine nächste Eigenschaft mehr gibt, ist ein Backtracking erforderlich. Das Verfahren löst jedoch nicht rekursiv die Fixierung der zuvor betrachteten Eigenschaftenfamilie und ändert diese, sondern ermittelt über einen Abstimmungsprozess, welche Eigenschaftenfamilie der Grund für die Nichterfüllung von Regeln ist. Die Fixierung dieser Eigenschaftenfamilie wird nun gelöst, und auf die nächstmögliche Eigenschaft gesetzt. Es schließt sich ein Test an, ob die bestehende Teilkonfiguration grundsätzlich auf eine vollständige Spezifikation erweiterbar ist. Die Reihenfolge, in der die Eigenschaftenfamilien und die sich darin befindlichen Eigenschaften iterativ geprüft werden, legt eine Regelheuristik fest. Danach werden solche Eigenschaften eher gesetzt, denen eine hohe Gewichtung zugewiesen wurde. Die Eigenschaftenfamilien werden anhand der Eigenschaft mit der höchsten Gewichtung in der Eigenschaftenfamilie sortiert. Die Gewichtung legt ein für jede einzelne Eigenschaft separat instanziierter Software-PIDController fest, dessen Eingangssignal die Abweichung zwischen Solleinbaurate und Zieleinbaurate der Eigenschaft ist. Die Gewichtung wird damit umso größer, je größer die Differenz zwischen Soll- und Ist-Einbaurate ist und je weiter sie in der Vergangenheit voneinander abweichen und wie schwer es bei den zuletzt konzipierten Fahrzeugen war, die Einbaurate in die richtige Richtung zu bewegen. Als Teil des Prototyps wurde ein solches Optimierungsverfahren umgesetzt, und bereits mit Echtdaten aus dem Volkswagen Konzern validiert. Stücklistenauflösung Um die Teilebedarfe für die Beschaffungslogistik aus den Produktionsaufträgen des Automobilherstellers abzuleiten, bedarf es einer sogenannten Stücklistenauflösung. Stücklisten beschreiben hierbei für eine den Teilebedarf eines Teils für eine bestimmte Eigenschaftenkombi- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 123 nation des Auftrags in Form einer booleschen Regel. Die für einen Zeitraum eingeplanten Aufträge müssen also unter Berücksichtigung dieser Regeln analysiert werden um den gesamten Teilebedarf dieses Zeitraums zu ermitteln. Diese Funktion wurde ebenfalls für die Untersuchung der Beschaffungslogistik, im speziellen für die Abbildung von Dispositionsverfahren und die Teilekonsumption am Werk im Prototyp umgesetzt. Abbildung 57 zeigt die Darstellung von Stücklistenregeln. Abbildung 57: Stücklistenregeln im Softwareprototyp Wochenprogrammtestumgebung Um die Wirkung von Verfahren zur logistikintegrierten Produktionsprogrammbeeinflussung im Bereich der Beschaffung zu untersuchen, stellte sich während der Experimente im Projekt heraus, dass dies aufgrund des geringen Potenzials innerhalb einer Produktionswoche nur auf Ebene der wochenübergreifenden Planung sinnvoll sei. Hierzu mussten allerdings die komplexen Restriktionen der Wochenprogrammplanung berücksichtigt werden. Um diese Untersuchung möglichst realitätsnah durchführen zu können, wurde im Volkswagen Konzern eine Experimentierumgebung als Parallelsystem zum operativen Planungssystem geschaffen. So konnten die Programme einer Glättung und/oder einer Nivellierung unterzogen werden. Um auf Grundlage dieser veränderten Programme die Effekte auf die Beschaffungslogistik messbar zu machen, wurde die oben beschriebene Schnittstelle verwendet um die Aufträge in die Simulationsumgebung von OTD-NET zu übertragen und dort auswertbar zu machen. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 124 Dispositionsverfahren Um den oben beschriebenen Anwendungsfall der Beschaffungslogistik untersuchen zu können wurden im Projekt zwei Dispositionsverfahren aus der automobilen Praxis detailgetreu algorithmisch nachgebildet. Zum einen ein Verfahren zur zeitflexiblen aber mengenfixierten Disposition von Komplettladungen und zum anderen ein zeitfixiertes (fahrplanbasiertes), mengenflexibles (behälterlosgrößenbasiertes) Verfahren. Beide Verfahren können basierend auf unterschiedlichen Produktionsprogrammen und Zulieferstrukturen, als auch Transportkonzepten (Komplettladung, Milkruns, Crossdock) eingesetzt und anhand von Kennzahlen hinsichtlich Leistung, Ökonomie und Ökologie ausgewertet werden. Sequenzoptimierung Eine der zentralen Ideen von InTerTrans ist die logistikintegrierte Reihenfolgeplanung, die hier vorgestellt werden soll. Durch die enge Korrelation bietet die Integration von transportlogistischen Zielen in die Produktionsterminierung Potenziale für eine Effizienzsteigerung sowohl in der Beschaffung- als auch in der Distributionslogistik. Das wesentliche Potenzial der Berücksichtigung von Kriterien der Beschaffungslogistik bei der Berechnung der Produktionsreihenfolge ergibt sich durch die Just-in-Time-Strategie der Materialversorgung der Arbeitsstationen. Ein gleichmäßiger Bedarf erhöht die Planbarkeit der Anlieferungen, wodurch die Kapazitätsauslastung der einzelnen Transporte verbessert und damit die Anzahl der benötigten Transporte reduziert werden kann. Außerdem erleichtert ein gleichmäßiger Bedarf die Kapazitätsplanung der Zulieferer und senkt damit die Produktionskosten, da nicht zusätzliches Personal für Nachfragespitzen bereit gehalten werden muss. Die Berücksichtigung von Kriterien der Distributionslogistik erfordert vor der Sequenzoptimierung die Durchführung einer dezidierten Transportplanung. Die Forderungen an die Sequenzierung bestehen zum einen in der rechtzeitigen Fertigstellung aller einem Transport zugeordneten Fahrzeuge und zum anderen in der Reduzierung der Reihenbildungszeiten sowie der Wartezeiten zwischen Abschluss der Reihenbildung und Abfahrt des Transports. Gleichzeitig bleiben die produktionsspezifischen Anforderungen an die Sequenzierung erhalten. In der operativen Produktionsterminierung steht die Auslastung der Produktionskapazitäten im Vordergrund. Durch die hohe Zahl angebotener Varianten der Basismodelle schwanken die Durchlaufzeiten der einzelnen Fertigungsaufträge an den unterschiedlichen Produktionsstufen. Die Aufgabe der Einplanung besteht nun darin, eine Menge von Fertigungsaufträgen so zu permutieren, dass die Durchlaufzeiten aufeinander folgender Aufträge so kumulieren, dass die vorhandenen Kapazitäten der einzelnen Produktionsstufen gleichmäßig ausgelastet und die maximalen Kapazitäten nicht überschritten werden. Aufgrund der Schwierigkeit dieser Aufgabe entstehen immer wieder Situationen, bei denen diese Anforderung nicht erfüllt werden kann. In diesem Fall müssen zusätzliche Kapazitäten bereitgestellt werden, die Kosten verursachen. Dementsprechend ist die Minimierung solcher Kapazitätsüberlastungen ein wichtiges Ziel der Reihenfolgeplanung. Diese Ziele gehen über die Formulierung von weichen und harten Fertigungsrestriktionen mit zeitlicher Gültigkeit in das Verfahren ein. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 125 Des Weiteren stellt eine integrierte Planung von Produktion und Logistik Anforderungen an die Stabilität eines Planungsergebnisses, so dass eine verlässliche Planungsgrundlage als Ausgangsbasis für alle Partner vorliegt. Dies gilt für die berechnete Auftragsreihenfolge umso mehr, da eine möglichst frühe Übermittlung einer festen Sequenz an die Transportplanung angestrebt wird, um eine möglichst große Menge an Maßnahmen zur Adaption der Transporte zu Verfügung zu haben, die teilweise lange Vorlaufzeiten haben. Da andererseits Änderungen der Auftragsmasse durch Lieferengpässe oder auch schon das bloße Voranschreiten des Betrachtungskorridors in der Zeit unabwendbar sind, muss es das Ziel der Sequenzierungsmethode sein, diese Änderungen so in die bestehende Lösung zu integrieren, dass die Auswirkungen auf die Transportplanung minimal sind. Die Fokussierung auf Transporte und die Erzeugung einer durchgängigen Reihenfolge über den gesamten Planungshorizont erfordern, dass das Sequenzierungsfenster über den sonst üblichen Tag hinaus vergrößert wird und eine bereits vorhandene Teilsequenz als Eingabe berücksichtigt wird. Des Weiteren müssen bei der Sequenzierung sowohl die Gültigkeitsfenster der Einplanung eines jeden Auftrags als hartes Kriterium berücksichtigt werden als auch die zeitliche Gültigkeit der Fertigungsrestriktionen. So kommt es dazu, dass sich verschiedene Gültigkeitsintervalle innerhalb eines Sequenzierungsfensters überlappen und einzeln berücksichtigt werden müssen (siehe Abbildung 58). Restriktionen Steuerungsregeln a b x y Tag Auftragsgültigkeit Takt Fortschreitendes Sequenzierungsfenster Abbildung 58: Zeitliche Gültigkeiten der Restriktionen für die Sequenzierung Beide Aspekte finden in aktuellen Verfahren aufgrund der Tagesfokussierung keine Berücksichtigung. Am Ende muss bei Einbeziehung der Transporte die sonst übliche getrennte Betrachtung der Produktionslinien aufgehoben werden, da Produkte aller Linien mögliche Eingabegröße derselben Transporte darstellen. Dies hat auf die Sequenzierung allerdings nur einen sekundären Einfluss, da über die Abstraktion mittels des spätesten Produktionsendes das Problem auf die Transportoptimierung verlagert wird. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 126 Lösungsverfahren Für die Sequenzierung einer Menge von Fertigungsaufträgen bei variantenreicher Serienproduktion mit dem Ziel der Vermeidung von Kapazitätsüberlastungen, gibt es verschiedene Ansätze. Im Vordergrund bei der Auswahl eines Verfahrens steht die Frage, wie Kapazitätsüberlastungen vermieden, bzw. entdeckt werden können. In dem hier vorgestellten Lösungsansatz werden dazu Ho:No-Regeln verwendet, weil diese aufgrund ihrer Simplizität und der einfachen Überprüfbarkeit eine hohe praktische Relevanz haben. Die durch die Beschaffungslogistik geforderte Glättung der Materialbedarfe kann ebenfalls mit Ho:No-Regeln bewertet werden, in dem für die betroffenen Eigenschaften Regeln definiert werden, die die Anzahl konfliktfreier Plätze innerhalb der Sequenz auf die Anzahl der benötigten Plätze einschränken. Für die Bewertung der Ziele der Distributionslogistik in der Produktion gibt es noch keinen veröffentlichen Ansatz. Dementsprechend muss ein eigenes Kriterium dieser Anforderungen entwickelt werden. Dieses stellt das späteste Produktionsende eines Auftrags dar, das in der Transportplanung berechnet wird. Wenn alle Produkte, die das gleiche Datum haben, vor dieser Zeitschranke fertig gestellt sind, kann der zugehörige Transport planmäßig abfahren. Des Weiteren können durch eine Verringerung der Reihenbildungszeiten Bestandkosten und Kapitalbindung reduziert werden. Dementsprechend sollten alle Produkte eines Transports auch so kurzfristig wie möglich vor dem spätesten Fertigstellungstermin produziert werden. Weil eine Sequenz eine Abbildung von fortlaufenden Taktnummern, und nicht von Zeitpunkten, auf Fertigungsaufträge ist, muss die späteste Fertigstellungszeit auf die Nummer des Taktes abgebildet werden, der den geringsten zeitlichen Abstand zu dem Zeitstempel hat und nicht hinter ihm liegt. Dieser Takt wird dann als spätestes Produktionsende (SPE) bezeichnet und kann zur Berücksichtigung der logistischen Zielvorgaben herangezogen werden. Die Sequenzierung einer Menge von Fertigungsaufträgen unter der Berücksichtigung von Ho:No-Regeln (englisch: car sequencing problem (CSP)) ist ein komplexes, kombinatorisches Optimierungsproblem. Die Komplexität des CSP konnte als NP-schwer klassifiziert werden. Für kein Optimierungsproblem dieser Klasse konnte bisher ein Algorithmus gefunden werden (und wird vermutlich auch nie gefunden), der das Optimum in linearer oder polynomieller Rechenzeit im Bezug auf die Eingabelänge des Problems findet. Deshalb ist die Berechnung der absolut besten Reihenfolge für reelle, d.h. i.d.R. große, Probleminstanzen nicht effizient möglich. In solchen Fällen ist man gezwungen, die garantierte Qualität der Lösung zugunsten der Rechenzeit zu reduzieren. Aus diesem Grund wird hier ein heuristischer Ansatz vorgeschlagen. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 127 Transportscore Eigenschaft 1 Eigenschaft 2 Eigenschaft 3 Eigenschaft 4 Eigenschaft 5 Eigenschaft 6 Eigenschaft 7 Eigenschaft 8 Eigenschaft 9 Eigenschaft 10 Eigenschaft 11 Eigenschaft 12 Abbildung 59: Ergebnissequenz mit Restriktionsverstößen (Darstellung im Prototyp) Für die von einer Startlösung ausgehende Suche nach einem lokalen Optimum wird eine variable Nachbarschaftssuche (VNS) eingesetzt, die über drei verschiedene nachbarschaftsgenerierende Operatoren verfügt, die deterministisch selektiert werden. Die drei Operatoren sind: Swap: Zwei Fahrzeuge werden vertauscht. Diese Operation ist besonders gut für die Auflösung einer Kapazitätsüberlastung geeignet, weil sich die Verstöße lokal verhalten und sich somit häufig in der Nähe des betroffenen Fahrzeugs ein Tauschpartner befindet. Durch die Lokalität des Operators ist die Wahrscheinlichkeit, durch den Swap hinter den SPE zu rutschen, relativ gering. Außerdem ist der Operator für Bestellungen geeignet, die nur leicht hinter ihrem SPE eingeplant sind. Bei Bestellungen, deren SPE sehr weit entfernt ist, ist die Wahrscheinlichkeit, vor dem SPE einen Tauschpartner zu finden der seinerseits von der bisherigen Position der Bestellung profitiert sehr klein. Shift: Beim Shift wird das zu verbessernde Fahrzeug entfernt, woraufhin alle, in Richtung des SPE liegenden, Fahrzeuge einen Schritt in Richtung der Lücke rücken. Dadurch wandert die Lücke zu dem SPE, wo die entfernte Bestellung wieder eingefügt werden kann. Dieser Operator ist für Bestellungen gedacht, die sehr weit von ihrem SPE entfernt eingeplant sind und für die deshalb kein Swap-Partner gefunden werden kann (s.o.) k-Swap: Der k-Swap wird eingesetzt, wenn eine Bestellung sehr weit von dem SPE entfernt ist und der Shift fehlgeschlagen ist. Das ist immer dann der Fall, wenn durch den Shift zu viele verrückte Bestellungen hinter ihren SPE rutschen. Dann wird versucht, in mehreren Schritten hinter den SPE zu gelangen. Dafür werden solange in Richtung des SPE Swaps durchgeführt, bis die Bestellung hinter dem SPE einsortiert ist. Durch die vielen kleinen Swap ist die Wahrscheinlichkeit wesentlich höher, dass passende Swap-Partner gefunden werden können Nachdem ein lokales Optimum gefunden ist, wird überprüft, ob es besser als das bisherige beste lokale Optimum ist. Ist das der Fall, wird eine Ersetzung durchgeführt. Bis ein Abbruchkriterium (z. B. eine maximale Anzahl Iterationen) erreicht ist, wird das lokale Optimum mutiert und erneut optimiert. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 128 Zur Steuerung sowie zum Verlassen der Nachbarschaft eines lokalen Optimums wird eine evolutionäre Meta-Heuristik eingesetzt. Die zufällige Mutation ist dazu besonders geeignet, weil aufgrund der Komplexität des Lösungsraums keine zielgerichtete Änderung der Suchrichtung möglich ist. Für die Minimierung der Kapazitätsüberlastungen sowie zur Glättung der Materialbedarfe müssen die Ho:No-Regeln verfügbar sein. Für die Berücksichtigung der distributionsorientierten Ziele muss die Zuordnung von Fertigungsaufträgen zu Transporten abgeschlossen und abfragbar sein. Hierzu wird der Terminierung eine initiale Zuordnung der Aufträge zu Transporten von der Transportplanung übergeben. In Abbildung 59 sind die Ergebnisse einer solchen Belegung dargestellt, die schwarzen Markierungen zeigen an, wenn ein Auftrag eines Taktes (Spalte) in auf der zugehörigen Relation (Zeile) transportiert werden muss. Die Terminierung wird ausgeführt und die Vorgaben aus der Initiallösung eingehalten. Am Ende des Durchlaufs werden die Aufträge bestimmt, deren Zuordnungen zu Transporten zu suboptimalen Ergebnissen führen, da sie nicht rechtzeitig eingeplant werden können. Diese werden im Rahmen einer Feedbackschleife zurück an die Transportplanung übermittelt, die daraufhin die Zuordnung anpasst und erneut bereitstellt. Dieser iterative Prozess wird solange durchgeführt, bis keine Verbesserung mehr erzielt werden kann oder ein Zeitlimit überschritten wird. 39 Umsetzungsskizzen Des Weiteren wurden im Projekt Ideen zur technischen Umsetzung weiterer Module und Funktionen erarbeitet, die nicht vollständig softwaretechnisch umgesetzt sind. Die Idee war es hier die Realisierbarkeit dieser Module durch eine Umsetzungsskizze zu verdeutlichen. Im Folgenden sollen diese Umsetzungsskizzen aufgelistet werden. Bildung der Initialsequenz Im ersten Schritt müssen die Schichtmodelle der einzelnen Produktionslinien zusammen mit der geplanten Taktzeit in eine Sequenz aus leeren Takten pro Tag überführt werden, die nun mit Aufträgen besetzt werden müssen. Als Eingabegrößen eines Verfahrens zur Erstellung einer Initialsequenz kommen, wie bereits oben beschrieben, die Gültigkeitsfenster der Einplanung pro Auftrag, die harten und weichen Fertigungsrestriktionen, die Berücksichtigung der Transportrestriktionen und die zeitliche Nähe des Einplanungstaktes zu dem geplanten Fertigstellungtermin in Frage. Die Initialsequenz kann, z. B. mithilfe eines heuristischen Verfahrens, erstellt werden, das die Aufträge der Reihe ihrer geplanten Fertigstellungstermine nach testet, ob sie an die nächste Stelle der Sequenz eingeordnet werden könnten (siehe Abbildung 60). 39 Zu Details zum Algorithmus siehe auch Schwede et al. (2011). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 129 Abbildung 60: Heuristik zur Primärsequenzierung Zu diesem Zweck können die Aufträge in Bezug auf die Position in der Sequenz und die bereits vorhandene Teilsequenz bewertet werden, um diese Bewertung als Gewichtung für eine randomisierte Auswahl des nächsten Auftrags zu verwenden. Hierbei müssen die oben erwähnten Restriktionen berücksichtigt und die Gültigkeitsfenster eingehalten werden. Matchen von Bestellungen gegen Planaufträge Die im Rahmen des InTerTrans-Projekts verwendete Methode zur simulationsbasierten Optimierung macht es erforderlich, eine Auftragslast für die Simulation bereit zu stellen. Für die Simulation der Vergangenheit oder der nahen Zukunft existieren reale Kundenaufträge, die hierfür verwendet werden können. Eine realitätsnahe Simulation der mittleren und fernen Zukunft macht es jedoch erforderlich, künstlich sogenannte Planaufträge zu generieren. Mit jedem vergehenden Zeitintervall der Realzeit werden neue Realaufträge bekannt und es werden neue Planaufträge für das im Rahmen der rollierenden Planung neu hinzugekommene Intervall in der fernen Zukunft benötigt. Ein erneutes Erzeugen aller Aufträge würde aufgrund der im Auftragserzeugungsverfahren verwendeten stochastischen Heuristik veränderte Aufträge und damit unerwünschte Verwirbelungen in der Sequenzbildung nach sich ziehen. Es stellt sich nun die Frage, wie die neu hinzugekommenen Realaufträge in den Auftragspool eingepflegt werden. Grundsätzlich gilt, dass ein neu hinzukommender Realauftrag einen bestehenden Planauftrag aus dem Produktionsprogramm verdrängt. Falls ein neuer Realauftrag eingeplant wird, aber kein Planauftrag mehr vorhanden ist, findet keine Ersetzung, sondern lediglich ein Hinzufügen statt. Das Problem, einen Kandidaten unter den verbleibenden Planaufträgen auszuwäh- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 130 len, der durch den Realauftrag ersetzt wird, soll als Ersetzungsproblem bezeichnet werden. Wichtige Ziele bei der Lösung des Ersetzungsproblems sind: Minimale Veränderung im Produktionsprogramm Veränderungen von Fahrzeugkonfigurationen haben eine Veränderung des Teilebedarfes zur Folge und induzieren bei Verletzung von Produktionsrestriktionen eine Neuberechnung der Produktionssequenz. Änderungen in der Produktionssequenz bewirken ihrerseits Teilebedarfsänderungen und haben Auswirkungen auf die Planung von Fertigfahrzeugtransporten. Weder alle Zulieferer noch die Spediteure für Fertigfahrzeuge sind in der Lage, kurzfristig auf solche Schwankungen zu reagieren. Es ist im Voraus bekannt, bis zu welchem Zeitpunkt bestimmte Modifikationen im Produktionsplan noch zulässig sind, um den darauf planenden Akteuren genügend Vorlaufzeit zu geben. Nach diesem Zeitpunkt sind Verletzungen der dann geltenden Restriktionen unzulässig, vorher sind sie wenn möglich zu vermeiden. Insbesondere kurz vor Produktionsbeginn sind daher Änderungen im Produktionsprogramm genauestens auf ihre Machbarkeit hin zu überprüfen. Vermeidung von „Exoten“ Eine Programmplanung, die basierend auf Planaufträgen arbeitet, die später durch Realaufträge ersetzt werden, muss vermeiden, dass „Exoten“ (Fahrzeuge, die nicht dem Kundenwunsch entsprechen) ohne dahinter stehendem Kundenauftrag produziert werden. Für alle im Folgenden geschilderten Ansätze ist zunächst eine Metrik zu definieren, welche paarweise Abstände zwischen zwei Aufträgen definiert. Dabei soll es unerheblich sein, ob es sich um Planaufträge oder Realaufträge handelt. Ein Auftrag ist einem anderen Auftrag dann nahe, wenn beide in vielen Eigenschaften übereinstimmen. Eine Gleichheit in wesentlichen, das Fahrzeug zentral verändernden Eigenschaften (Karosserie, Zielland, Getriebe) ergibt grundsätzlich eine stärkere Nähe, als identische periphere Eigenschaften (Sonnenrollo, Radio). Insbesondere sollen Unterschiede in bestandslos angelieferten Eigenschaften und restriktiven Eigenschaften stark bewertet werden, da diese einen Einfluss auf die Reihenfolgenbildung in der Produktion haben. Die exakte Definition dieser Metrik ist nicht Gegenstand des vorliegenden Dokumentes. Im Folgenden sollen mögliche Herangehensweisen für die Lösung des Ersetzungsproblems diskutiert werden. Es bieten sich grundsätzlich deterministische, stochastische und hybride Ansätze an. Im Rahmen des deterministischen Ansatzes werden nun die Abstände aller in Betracht kommenden Planaufträge zu jedem Realauftrag ermittelt. Die Entscheidung, welcher Planauftrag welchen Realauftrag ersetzt, kann nun nach verschiedenen Kriterien erfolgen. Eine einfache Greedy-Heuristik würde alle Realaufträge in der Reihenfolge ihres Eintreffens abarbeiten und jeweils den entsprechend der Metrik nächsten Planauftrag innerhalb eines gewissen Bereichs ersetzen. Gegen Ende dieser Füllung bleiben primär „exotische“ Planaufträge in diesem Bereich übrig. Probleme treten auf, wenn diese Exoten weder durch weitere Planaufträge substituiert, noch durch rechtzeitige Konfigurationsänderungen modifiziert werden. In diesem ungünstigen Fall würden Fahrzeuge produziert, die am Markt keine Nachfrage InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 131 erfahren und deshalb nur mit Preisnachlässen verkauft werden können. Dem Vorteil einer anfänglich geringen Verwirbelung steht das Problem der starken späten Verwirbelung und der Exotenbildung entgegen. Ersetzt man dagegen jene Planaufträge, die den maximalen Abstand zum vorliegenden Planauftrag haben, bleiben gegen Ende des Füllvorganges solche Aufträge übrig, die im Mittel dem tatsächlichen Kundenwunsch entsprechen. Es entstehen so zunächst große Verwirbelungen, die jedoch mit zunehmender Ersetzungsquote immer geringer ausfallen. Diejenigen Fahrzeuge, die nach Abschluss des Verfahrens nicht ersetzt wurden, sollten am ehesten dem mittleren Kundenwunsch entsprechen und können mit geringen Bedenken auf Halde produziert werden. Ein stochastischer Ansatz würde einen zufälligen Kandidaten aus der Menge der Planaufträge auswählen, um ihn durch einen eintreffenden Realauftrag zu ersetzen. Das Verfahren besticht durch seine Einfachheit und wird sich hinsichtlich der Eigenschaften der Lösung zwischen den beiden Varianten des deterministischen Verfahrens bewegen. Die genannten einfachen Heuristiken liefern zwar gültige Lösungen, finden aber nur ausgesprochen lokale Optima. Grund hierfür ist, dass der Optimierungsraum in jedem Schritt sehr klein gehalten wird. Schließlich geht man permanent von einem singulären Realauftrag aus, der einen einzigen Planauftrag ersetzt. Um den Optimierungsraum zu vergrößern, sollten möglichst viele Planaufträge durch Realaufträge gleichzeitig ersetzt werden. Daher ersetzen eintreffende Realaufträge nicht direkt Planaufträge, sondern warten in einem Zwischenspeicher. Erst wenn ein Zeitpunkt erreicht ist, an dem eine Eigenschaft einer bestimmten Auftragsmenge fixiert werden muss („2 Wochen vor Produktionsstart ist festzulegen, welche Motoren benötigt werden“), beginnt Abgleich zwischen den wartenden Real- und Planaufträgen. Ein Optimierungsverfahren wählt die Zuordnung so, dass die summierten quadratischen Abstände minimal werden. Dieses Verfahren erfordert mehr Rechenaufwand, wählt aber eine Ersetzungsstrategie mit möglichst geringer Verwirbelung. Für alle kritischen Eigenschaften ist die Verteilung in den Plan- und Realaufträgen zu vergleichen und bei wesentlichen Abweichungen einem menschlichen Entscheider zu präsentieren. Falls valide Gründe für die Abweichung vorliegen, wird sie akzeptiert. Ansonsten sind die Planaufträge so zu modifizieren, dass die fragliche Eigenschaft in einer akzeptablen Verteilung eingebaut wird. Solche Eingriffe in eine Eigenschaft können aufgrund der Bauregeln durchaus Einfluss auf andere Eigenschaften haben. Somit sind Veränderungen durch die Einschränkungen begrenzt, die für diese anderen Eigenschaften gelten. Statt einer punktuellen Modifikation einzelner Planaufträge ist auch die Ersetzung kompletter Planauftragskonfigurationen mit der Konfiguration von Realaufträgen möglich. Die Wahrscheinlichkeit einer Neuberechnung der Sequenz ist bei diesem Verfahren ebenso minimiert, wie eine wesentliche Änderung des Bedarfsverlaufes. Bedeutung der Ergebnisse Mit den Ergebnissen aus AP 5.2 wurden erstens Grundlagen für die Validierung der Projektergebnisse geschaffen, zweitens ein wesentlicher Grundstein geschaffen, um die Industriepartner im Projekt von der Umsetzbarkeit der im Projekt entwickelten Konzepte zu überzeugen und drittens die Basis für eine Verbreitung der Ergebnisse in anderen Unternehmen durch die Forschungspartner im Rahmen der Auftragsforschung gelegt. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 132 Für die Ziele des Projektträgers sind die Ergebnisse dieses Arbeitspaketes im Besonderen dadurch interessant, dass sie zur Akzeptanz und Umsetzung der Konzepte des Projekts beitragen und damit eine Verfolgung die Ziele der Verkehrsvermeidung, und -verlagerung sowie der Auslastungserhöhung unterstützen. 2.5.3 AP 5.3: Integrierte Lösung Zielsetzung In AP 5.3 wurde die im Gesamtprozess in AP 4.1 organisatorisch erreichte Integration von Terminierung und Transportplanung softwaretechnisch unterstützt. Ausgangspunkt dafür waren die in den Arbeitspaketen 5.1 und 5.2 entwickelten Transportplanungs- bzw. Terminierungsprototypen, die über eine geeignete Schnittstelle verbunden werden mussten. Methodik Das Vorgehen bei der integrierten Anwendung von Transportplanungs- und Terminierungsprototyp ist in Abbildung 61 dargestellt und soll im Folgenden erläutert werden. Abbildung 61: Ablaufschema des integrierten Prototyps Im ersten Schritt wird zunächst eine neue Last eingespielt. Diese besteht aus voll spezifizierten Kundenaufträgen, die aus dem System von Volkswagen stammen. Da sie die gesamte Konfiguration eines Fahrzeugs enthalten, kann im zweiten Schritt die auf die Produktion, Beschaffung und Distribution zukommende Last in Folge des Auftragsvolumens berechnet werden. Beide Schritte werden im VTTM-Prototyp durchgeführt, der auf OTD-NET basiert. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 133 Anschließend wird die ermittelte Last an den auf 4flow vista basierenden Transportplanungsprototyp übertragen, um geeignete Transporte zu bestimmen. Im vierten Schritt werden so Transportkonzepte dynamisch angepasst und Konsolidierungsmöglichkeiten ermittelt. Die errechneten Transportkonzepte und Abfahrtszeiten der Transporte werden anschließend wieder zurück an den Terminierungsprototyp übertragen. Im Terminierungsprototyp findet ein Simulationslauf statt, bei dem untersucht wird, ob die gegebene Auftragslast allen Restriktionen der Produktion gerecht werden kann und zusätzlich auch die Abfahrtzeiten der neu geplanten Transporte berücksichtigt werden können. Die Ergebnisse werden schließlich ausgewertet und ggf. weitere Anpassungen an den Transporten vorgenommen, bis eine sowohl aus Produktions- als auch aus Transportsicht günstige Lösung erreicht ist. Ergebnisse Schnittstelle Um einen korrekten Datentransfer zwischen dem Terminierungs- und dem Transportplanungsprototyp zu gewährleisten, wurde eine Schnittstelle in XML konzipiert und programmiert. Die ausführliche Schnittstellenbeschreibung ist im Anhang 6.6 beigefügt. Eine besondere Herausforderung bestand darin, dass dem Transportplanungsprototyp und dem Terminierungsprototyp verschiedene Paradigmen zugrunde liegen. Der Transportplanungsprototyp funktioniert nach dem Prinzip der szenariobasierten, statischen Planung und Optimierung, während der Terminierungsprototyp ereignisdiskret simuliert. Aus diesen verschiedenen Funktionsweisen resultieren unterschiedliche Datenbedarfe, so dass teilweise nicht nur Daten übertragen, sondern auch neu berechnet werden mussten, die in der anderen Software nicht vorhanden waren. Bedeutung der Ergebnisse für InTerTrans Da die Marktfähigkeit der Ergebnisse von InTerTrans zu einem großen Teil von der Güte des Prototyps abhängt, ist ein wohl abgestimmtes und überlegtes Vorgehen bei dessen Erstellung von elementarer Bedeutung für das Projekt. In diesem Arbeitspaket wurden die vorangegangenen Entwicklungsarbeiten an den Kernfunktionalitäten der Prototypen verknüpft und in eine Gesamtlösung überführt. Die Konzeption der Schnittstelle auf Basis eines intensiven Austauschs über die verschiedenen Datenmodelle und Berechnungslogiken der Software-Werkzeuge 4flow vista und OTD-NET war dabei ein wichtiger Schritt zum funktionsfähigen und integrierten Prototyp. Unabhängig von dieser Schnittstelle stellte erst die gezielte Entwicklung des Transportplanungs- und des Terminierungsprototyps auf Grundlage der bestehenden Software-Lösungen die Zielerreichung des Projekts sicher, da diese die Kernfunktionalitäten enthalten. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 2.6 134 AP 6: Fallstudien Die Fallstudie diente primär dazu, den praktischen Nutzen der entwickelten Planungsprozesse und des Prototyps zu bewerten und wurde von verschiedenen Partnern teils eigenständig durchgeführt. Die Durchführung der Fallstudien erfolgte unter theoretischen Annahmen und optimierten Rahmenbedingungen mittels Simulation. Es ist daher keine unmittelbare Umsetzung bei Volkswagen unter den Aspekten optimaler Wirtschaftlichkeit und technische Machbarkeit gegeben. Vorgehen in der Fallstudie Das Vorgehen in der Fallstudie umfasste vier wesentliche aufeinander aufbauende Schritte (s. Abbildung 62Abbildung 62): Die Aufnahme der Ist-Prozesse bei den Industriepartnern zur Entwicklung eines gemeinsamen Verständnisses innerhalb des Projektkonsortiums Die Bewertung der bestehenden Transportstrukturen im Status Quo auf Basis von Datenanalysen Die Ableitung von relevanten Handlungsfeldern durch eine Schwachstellenanalyse in Bezug auf den Ist-Prozess und durch Auswertung und Analyse logistischer Kennzahlen Die Praxisnahe Evaluierung des InTerTrans-Planungsprozesses und Prototyps mittels einer modellbasierten Studie Abbildung 62: Übersicht über das Vorgehen in der Fallstudie Fallstudienobjekt und Modellierung Als Fallstudienobjekt wurde in Abstimmung mit der Volkswagen AG und DB Schenker das Fahrzeugwerk Zwickau ausgewählt. Die geographische Lage des Werks hat zur Folge, dass große Volumina der Beschaffungslogistik aus verschiedenen automobilen Zuliefer-Ballungsgebieten angeliefert werden müssen. In der Distributionslogistik setzt das Werk bereits jetzt auf den Verkehrsträger Bahn, jedoch wird der Großteil mit Einzelwagenverkehren abgewickelt. Es existiert im Werk Zwickau ein werksinterner Rangierbahnhof, der die Ent- und Beladung von Gü- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 135 tern und Fahrzeugen ermöglicht. Ausführliche Daten dazu stehen zur Verfügung und wurden ausgewertet. Abbildung 63: Fallstudienwerk Zwickau mit den Fahrzeugmodellen Golf und Passat Produktionsseitig werden im Werk Zwickau mit derzeit ca. 6000 Beschäftigten auf 2 Linien die Fahrzeugmodelle Passat und Golf gefertigt. Diese beiden Modelle stellen sogenannte Volumenmodelle der Marke Volkswagen dar. Kapazitätstechnisch ist eine tägliche Ausbringungsmenge von bis zu 1.600 Fahrzeugen möglich. Diese Ausbringungsmenge wird durch das im Werk gelegene Presswerk ermöglicht, welches täglich rund 570 Tonnen Stahlblech verarbeitet, um daraus über 130.000 Blechpressteile zu fertigen. Abbildung 64: Golf und Passat Der betrachtete Produktionszeitraum mit Aufträgen aus 2008 (13 Wochen) und 2009 (12 Wochen) dient dabei als Datengrundlage für die Fallstudie. Eine breite Akzeptanz der Fallstudie ist durch diese Datenbasis sichergestellt. Innerhalb der dreijährigen Projektlaufzeit wurde das komplette Zuliefer- und Distributionsnetzwerk mit den zugehörigen Transportbedarfen des Werkes aufgenommen und abgebildet. Mit über 700 Lieferanten auf der Beschaffungsseite und 40 Zielen auf Distributionsseite konnte ein großes Netzwerk für Potenzialanalysen in den Fallstudien zur Verfügung gestellt werden. Die in den Planungsprozessen vorgesehenen Optimierungen wurde mit den in AP 5 entstandenen Prototypen durchgeführt. Die Generierung von optimierten Transportplänen erfolgte dabei mit Hilfe des Transportplanungsprototyps (s. 2.5.1).2.5.1). Die Bewertung der Transportpläne aus Produktionssicht wurde mit dem Terminierungsprototyp (s. 2.5.22.5.2) durchgeführt. Übersicht über die Teilfallstudien Die Bearbeitung der Fallstudie wurde anhand zweier Dimensionen in mehrere Teilfallstudien untergliedert: Anhand der Wirkungsbereiche und anhand der Planungsdomänen, deren Planungsprozesse modifiziert werden. Als Wirkungsbereiche wurden Beschaffungs- und Distribu- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 136 tionslogistik unterschieden. Hinsichtlich der Planungsdomänen wurde unterschieden zwischen dem Ausgangsszenario, in dem Transporte und Produktion isoliert und konventionell geplant werden, einem Szenario, in dem optimierte Produktionsplanungsprozesse umgesetzt werden, ein Szenario, in dem optimierte Transportplanungsprozesse realisiert werden und ein Szenario, in dem sowohl optimierte Produktions- als auch Transportplanungsprozesse umgesetzt werden. Damit ergibt sich die in Abbildung 65 dargestellte Übersicht der Teilfallstudien. Abbildung 65: Übersicht Teilfallstudien Bewertungskonzept Zur Bewertung der Fallstudienergebnisse wurde grundsätzlich auf die Kennzahlen aus Arbeitspaket 4.2 zurückgegriffen. In diesem Bericht liegt aus Gründen der Überschaubarkeit und Erfassbarkeit der Fokus der Auswertung auf den aus Sicht des Projektträgers und der beteiligten Praxispartner sechs wesentlichenen Kennzahlen: Verkehrsvermeidung, Verkehrsverlagerung, Auslastungserhöhung, Kostenreduzierung, Durchlaufzeitreduzierung und Bestandsreduzierung, die in Abschnitt 2.4.2 definiert sind. Die Darstellung der Ergebnisse erfolgt jeweils mit Hilfe eines Netzdiagramms (s. Abbildung 66), in dem der Ausgangszustand mit Hilfe einer roten Linie und der Soll-Zustand mit einer grünen Linie qualitativ dargestellt werden. Dabei gilt, dass eine Verschiebung eines Kennzahlwertes nach außen stets eine Verbesserung darstellt. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 137 Abbildung 66: Basis-Kennzahlen des Bewertungskonzeptes mit beispielhaftem Soll-IstVergleich Ausgangsszenario Um einen möglichst umfassenden Einblick in die Produktions- und Transportplanung zu erlangen, wurden beginnend mit der langfristigen Absatzprognose von Volkswagen bis zur Transportmitteldisposition seitens DB Schenker die wesentlichen Planungsprozesse aufgenommen und dokumentiert. Abbildung 67 gibt einen schematischen Überblick über die Struktur der aufgenommenen Prozesse. Für die Aufnahme der Planungsprozesse wurde das Dortmunder Prozesskettenparadigma herangezogen. Für jeden Planungsprozess wurden die relevanten Charakteristika tabellenartig in einer festen Struktur spezifiziert, die folgende Inhalte umfasst: Planungsauslöser, Vorlaufzeit, Planungshorizont, Planungsraster, Beteiligte Personen / Organisationseinheiten, Input / Datengrundlage, Entscheidungsunterstützungssysteme, Planungsschritte bzw. -inhalte des Prozesses, Folgehandlungen, Planungsergebnis / -dimensionen, Ziele, Restriktionen, Schwankungsbreite des Transportvolumens, Güte der Planungsdaten und Potenziale im Planungsprozess. Abbildung 67: Übersicht über Planungsprozessketten InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 138 Die Prozessanalyse hat zunächst Defizite in der Kommunikation zwischen den Organisationseinheiten im Mittelfristhorizont aufgezeigt; dies gilt insbesondere für die Planung der Beschaffungslogistik, in der dem Transportabruf lediglich eine Jahresplanung vorangeht. Eine mittelfristige (Über-)Planung findet häufig nur als Reaktion auf bereits veränderte Rahmenbedingungen statt und bezieht sich insbesondere in der Fahrzeugdistribution meist nur auf Einzelrelationen, so dass signifikantes Synergiepotenzial ungenutzt bleibt. Eine proaktive, mittelfristige und regelmäßige Übermittlung von Informationen bzgl. schwankender Transportmengen, die durch den LDL interpretierbar sind (Angabe von Gewicht, Volumen, Verkehrsträger, Relation), ist nicht existent. Dieses Kommunikationsdefizit kann u. a. zu einer suboptimalen Kapazitätsplanung bzw. Auslastung der Transportmittel führen. Zudem wurde auch deutlich, dass ein Bedarf an leistungsfähigen Werkzeugen zur Planungsunterstützung besteht, um auch bei komplexen Netzwerken zügig belastbare Entscheidungen bzgl. Verkehrsträger, Transportkonzept und -frequenzen treffen zu können. Darüber hinaus wurde festgestellt, dass mit Ausnahme der Werkzuordnung von Plan- bzw. Kundenaufträgen bislang keine Transportrestriktionen Eingang in die Terminierung finden. Die Anfangshypothese, dass Potenzial in Bezug auf die dynamische Transportplanung und die logistikintegrierte Terminierung besteht, konnte also weiter belegt werden. Aufbauend auf der Prozessanalyse wurden Datenanalysen hinsichtlich der Transporteffizienz in Beschaffungs- und Distributionslogistik durchgeführt. Stellvertretend werden an dieser Stelle drei dieser Analysen aufgeführt, die einen Eindruck der Dynamik in den Transporten vermitteln sollen. Abbildung 68 gibt dabei die Transportmengen der Hauptläufe aus einer Gebietsspedition zum Werk Zwickau wieder. Die hohe Schwankungsbreite gepaart mit der sehr kurzen Planungsvorlaufzeit von einem Tag indiziert einen hohen Planungsaufwand sowie eine suboptimale Effizienz bei Transportmengen, die keinem ganzzahligen Vielfachen der Transportmittelkapazität entsprechen. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 139 90.000 600 80.000 500 70.000 400 50.000 300 40.000 30.000 Volumen [m3] Nettog ewic ht [kg ] 60.000 200 20.000 100 10.000 G ewicht [kg] 14.12.2007 03.12.2007 19.11.2007 05.11.2007 22.10.2007 08.10.2007 21.09.2007 08.09.2007 27.08.2007 10.08.2007 20.07.2007 06.07.2007 22.06.2007 08.06.2007 24.05.2007 09.05.2007 24.04.2007 11.04.2007 26.03.2007 12.03.2007 26.02.2007 12.02.2007 29.01.2007 16.01.2007 0 02.01.2007 0 Volumen [m³] Abbildung 68: Transportmengen der Hauptläufe aus einer Gebietsspedition zum Werk Zwickau Abbildung 69 stellt die Auslastung der Zugrelationen im Zwischenwerkverkehr zum Werk Zwickau dar. Dabei wird deutlich, dass eine relativ große Anzahl an Zügen ausfällt bzw. mit einer relativ schlechten Auslastung verkehrt. Da der Zwischenwerkverkehr des Volkswagen Konzerns auf der Schiene weitgehend in einem von DB Schenker betriebenen Zugsystem mit z. T. mehrfachen Aufnahme- und Absetzhalten von Güterwagen betrieben wird, kommt es an Knotenpunkten darüber hinaus wiederholt dazu, dass die Kapazität eines Anschlusszuges überstiegen wird. Bei solchen Güterwagenüberlaufen können entweder schlecht ausgelastete Sonderzüge eingesetzt werden oder die Weiterfahrt der betroffenen Güterwagen bis zur nächsten Zugabfahrt verzögern. Es sind also negative Konsequenzen hinsichtlich von Transporteffizienz bzw. leistung zu verzeichnen. Abbildung 69: Auslastung der Zugrelationen im Zwischenwerkverkehr zum Werk Zwickau InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 140 Abbildung 70 zeigt die Unregelmäßigkeit in den Güterwagenabrufen für den Pkw-Transport, die auf Effizienzpotenziale bzgl. der Leerwagenzuführung und hohe Pufferbestände an Güterwagen schließen lassen. Lastläufe ab Werk Zwickau 2007 100% 50 Anzahl Güterwagen 45 40 35 30 25 20 15 10 5 04.01.2008 04.12.2007 04.11.2007 04.10.2007 04.09.2007 04.08.2007 04.07.2007 04.06.2007 04.05.2007 04.04.2007 04.03.2007 04.02.2007 04.01.2007 0 Datum Abbildung 70: Abrufe für Güterwagen zur Fahrzeugdistribution Die vorliegenden Daten wurden hinsichtlich der Ziele des Projektträgers für die Transportsegmente Zuliefer-, Zwischenwerk- und Fahrzeugverkehr verdichtet. In der Folge wurde in mehreren Experteninterviews das Potenzial zur Verbesserung abgeschätzt. Eine qualitative Übersicht kann Abbildung 71 entnommen werden. Abbildung 71: Status Quo und Potenzial je Transportsegment und Ziel des Projektträgers Demnach fällt der Modal Split im Zulieferverkehr aufgrund des dispersen Charakters der Güterströme stark einseitig zugunsten des Verkehrsträgers Straße aus. Ein Potenzial ergibt sich InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 141 jedoch durch die effiziente Bündelung der Sendungen im Zulieferverkehr selber, aber z. B. auch mit Sendungen aus dem Zwischenwerkverkehr. Die Auslastung der Lkw-Transporte ist bei Komplettladungen in der Regel sehr hoch und innerhalb der Gebietsspedition durch bereits starke Nutzung von Bündelungseffekten in Vor- und Hauptlauf ebenfalls relativ hoch. Das Potenzial zur Auslastungserhöhung ist damit als gering einzustufen. Allerdings ist im Zulieferverkehr der Automobilindustrie ein Trend zur stärkeren Taktung der Transporte nach LeanPrinzipien zu beobachten. Demnach wird ein Großteil der Variabilität in den Transporten dadurch eliminiert, dass feste Fahrpläne installiert werden. Als Transportkonzepte kommen Direktrelationen und Milkruns in Frage, die ein- oder mehrfach in Crossdocks umgeschlagen werden. Resultat sind stabile, geglättete und besser planbare Transportprozesse, die zu einer Verbesserung des Warenflusses führen sollen. Durch den sich wiederholenden Charakter soll eine geringere Fehlerquote und ein gleichmäßiges Arbeitsaufkommen in angrenzenden Organisationseinheiten (insb. seitens Zulieferer, Wareneingang) erreicht werden. Durch den Einsatz von festen Fahrplänen kann es bei Schwankungen in den Transportbedarfen jedoch dazu kommen, dass Transporte nicht optimal ausgelastet sind oder Sondertransporte erforderlich sind. Daher besteht ein Potenzial hinsichtlich der Auslastung sowie der Verkehrsvermeidung. Um den Entwicklungen in der Automobillogistik zu folgen und damit eine hohe Praxisrelevanz sicherzustellen, wird daher für die Zulieferlogistik abweichend vom Ist-Zustand von einem getakteten Logistiknetzwerk ausgegangen. Durch die volumenstarken Punkt-zu-Punkt-Verbindungen ist der Bahnanteil im Zwischenwerkverkehr im Status Quo sehr hoch und das Potenzial zur Verlagerung auf die Schiene damit gering. Wie Abbildung 69 zeigt, besteht jedoch durchaus ein signifikantes Potenzial zur Auslastungssteigerung, das in ähnlichem Maße auch zu einer Verkehrsvermeidung führen kann. Insbesondere gilt dies, wenn die Auslastung für einen Teil der Züge so gesteigert werden kann, dass ein anderer Teil der Züge nicht mehr zu verkehren braucht. In der Distributionslogistik wird zwar bereits ein relativ hoher Anteil auf der Schiene transportiert, dennoch wurde von den Experten ein Potenzial zur Verkehrsverlagerung, z. B. durch eine Blockung auf ganze Züge, eingeräumt. Ebenso scheint Potenzial hinsichtlich einer Auslastungserhöhung von ganzen Zügen zu bestehen, da zum Abfahrtzeitpunkt häufig nicht ausreichend Fahrzeuge zum Füllen eines kompletten Zuges zum Abtransport bereit stehen. Die Möglichkeit der Blockung scheint auch hier einen positiven Einfluss nehmen zu können. Ein Potenzial zur Auslastungserhöhung einzelner Güterwagen oder Lkw besteht nicht, da der Transport in der Regel erst erfolgt, sobald das Transportmittel komplett ausgelastet werden kann. Ein Potenzial zur Verkehrsvermeidung besteht insbesondere durch den Wechsel vom weniger effizienten Einzelwagenverkehr auf ganze Züge. 2.6.1 AP 6.1: Fallstudie mit Schwerpunkt Transportplanung Das Arbeitspaket 6.1 dient der Validierung des in Arbeitspaket 2.2 beschriebenen SollProzesses zur Transportplanung. Basierend auf der Analyse des Status Quo und der bestehenden Potenziale wurden für Arbeitspaket 6.1 drei unterschiedliche Ansätze definiert (s. Abbildung 72). In der Fahrzeugdistribution soll geprüft werden, inwieweit durch eine Dynamisierung InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 142 der Planungskörbe und durch relationsübergreifende Planung ein Wechsel von LkwTransporten zu ganzen Zügen mit dem Ziel der Verkehrsverlagerung, und ein Wechsel von Einzelwagentransporten zu ganzen Zügen mit dem Ziel der Verkehrsvermeidung möglich ist.40 Für den Zulieferverkehr soll ausgehend von einem Szenario mit getakteter Logistik mit nahezu konstanten Fahrplänen geprüft werden, inwieweit eine proaktive Anpassung der Fahrpläne auf Grundlage der im VTTM verfügbaren Prognoseinformationen zu einer Verbesserung der Transportauslastung und einer Reduzierung der Fahrzeugkilometer führen kann. Ebenfalls in Bezug auf den Zulieferverkehr soll untersucht werden, inwieweit Hauptläufe, die von Crossdocks ausgehen, zur Verkehrsverlagerung in das bestehende Zugsystem des Zwischenwerkverkehrs integriert werden können. Eine exakte Abbildung, Optimierung, Simulation und Analyse des Zwischenwerkverkehrs wurde dabei jedoch nicht durchgeführt, da der Projektfokus aus Gründen der Beherrschbarkeit zu Projektbeginn auf ein Fallstudienwerk beschränkt wurde. Abbildung 72: Ansätze der Fallstudie AP 6.1 mit deren Wirkung auf die InTerTrans-Ziele Ansatz 1: Dynamische Transportkonzept-Umstellung und Einsatz von Zugsystemen in der Fahrzeugdistribution Problemstellung In der betrieblichen Praxis der Distributionslogistik wird das Transportkonzept meist einzelrelationsbezogen auf Grundlage durchschnittlicher Bedarfe bestimmt und außer im Rahmen eines Notfallkonzeptes (Sondertransporte bzw. Ausfälle) relativ sporadisch überplant. Dieses Vorgehen hat einen relativ hohen Einzelwagen- und Lkw-Anteil zur Folge, da Transportmengen- 40 Einzelwagen verursachen deutlich mehr Rangiervorgänge als Ganzzüge und legen im Netzwerk eine deutlich längere Strecke zurück. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 143 schwankungen aufgrund der geringen Kapazität der Transportmittel gepaart mit einer hohen Flexibilität gut abgebildet werden können. Lösungsansatz Die dynamische Überplanung des Transportnetzwerks als Bestandteil des InTerTrans-Prozesses sieht einerseits feinere Planungsscheiben, die die Berücksichtigung von Transportmengenschwankungen durch Einsatz von Sonderzügen ermöglichen und andererseits eine intensivere Ausnutzung von Synergiepotenzialen durch Transportbündelung in Zugsystemen vor (s. Abbildung 73). Abbildung 73: Ausgangs- und InTerTrans-Szenario der dynamischen Transportplanung in der Fahrzeugdistribution Szenario und Annahmen Zur Validierung des Konzeptes wurde mit Hilfe des Transportplanungsprototyps ein Fallstudienszenario aufgebaut, das dem Distributionsnetzwerk des Volkswagen-Werkes Zwickau entspricht und die zugehörigen Lastdaten für einen Zeitraum von 12 Wochen enthält. Im Rahmen der Modellierung des Szenarios im Prototyp wurden einige Annahmen getroffen. Eine der wichtigsten logistischen Restriktionen in der Fahrzeugdistribution stellt die Knappheit der Stellflächen innerhalb des Werkes zur Pufferung von Fertigfahrzeugen bis zum Abfahrtzeitpunkt des Transportmittels dar. Die durchschnittliche Wartezeit der Fahrzeuge (und damit auch deren Bestand) für einen ganzen Zug ist aufgrund dessen deutlich höherer Kapazität im Vergleich zu Einzelwagen und Lkw wesentlich länger. Daher wurde die maximale Ladungsbildungszeit für ganze Züge im Prototyp auf 2,5 Tage beschränkt. Damit wird ausgeschlossen, dass ein Wechsel auf ganze Züge durch übermäßig hohe Fahrzeugbestände „erkauft“ wird. Weiterhin wurde angenommen, dass durch den Einsatz des VVTM eine hohe Stabilität in der Produktionssequenz und damit auch in den Transportbedarfen erreicht werden kann. Diese Stabilität ermöglicht es, eine entsprechende Vorlaufzeit zur Organisation von Sonderzügen einzuhalten und zu gewährleisten, dass die dem Zug zugeordneten Fahrzeuge sequenztreu produziert werden und den Zug damit entsprechend auslasten. Durch die Fokussierung auf ein Fallstudienwerk blieben etwaige Synergien mit anderen Werken unberücksichtigt. Abbildung 74 verdeutlicht, dass die Transportmengen je Ziel und Tag einer deutlichen Schwankungsbreite unterliegen. Damit ist eine Grundvoraussetzung gegeben, Bedarfsspitzen durch InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 144 den Einsatz von Sonderzügen auszunutzen. Allerdings müssen die Bedarfsspitzen eine ganzzugfähige Mindestauslastung überschreiten. 200 180 160 Anzahl Fahrzeuge 140 120 100 80 60 40 20 0 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 Tag Abbildung 74: Tagesfeine Transportmengenschwankungen je Ziel Der eher auf Einzelrelationen und Durchschnittsmengen basierende Charakter der Planung führt in der Realität zu einem hohen Lkw- und Einzelwagenanteil bei den Transporten und nur einem Umschlagpunkt, der mittels Ganzzug bedient wird (s. Abbildung 75). Zur Validierung des Transportplanungsprototyps wurde für die Ist-Transportbedarfe eine einzelrelationsspezifische Optimierung auf Grundlage von Durchschnittswerten zur Bestimmung von Regelzügen durchgeführt. Dies hatte ebenfalls nur auf einer einzigen Relation den Einsatz eines Ganzzuges zum Ergebnis. Transportmittel im Ausgangs-Zustand 5.000 Anzahl Fahrzeuge 4.500 4.000 3.500 Ganzzug LKW Einzelwagen 3.000 2.500 2.000 1.500 1.000 500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Abbildung 75: Transportkonzept je Relation im Status Quo InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 145 Soll-Zustand und Ergebnisse Im Soll-Zustand wurden im ersten Schritt mit Hilfe des Prototyps potenzielle Zugsysteme identifiziert bei denen durch konsolidierte Hauptläufe Synergien zur Verkehrsverlagerung realisiert werden können. Dabei wurden im ersten Fall, Zugsystem A, zwei Ziele (Indizes 1 und 2) und im zweiten Fall, Zugsystem B, drei Ziele (Indizes 3, 4 und 5) für den Hauptlauf zusammengefasst. Im zweiten Schritt wurden durch eine tagesfeine Betrachtung Bedarfsspitzen identifiziert bei denen ganze Züge wirtschaftlich eingesetzt werden können. Aufgrund eines fehlenden Wiederholungsschemas ist zwar kein Einsatz von Regelzügen, wohl aber von Sonderzügen möglich. Abbildung 76 kann entnommen werden, an welchen Tagen auf welchen Relationen zusätzlich zum bestehenden Regelzug zu Ziel 26 aus dem Ist-Szenario Sonderzüge eingesetzt werden können. Anzahl Sonderzüge 4 3 Ziel 27 Ziel 24 2 Ziel 21 Ziel 3 Ziel 1 1 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 Tag Abbildung 76: Anzahl Sonderzüge pro Tag pro Ziel Wie Abbildung 77 verdeutlicht, konnte durch die optimierte Planung ein signifikanter Teil des Transportaufkommens auf Ganzzugverkehre umgestellt werden. Dabei konnten die Relationen entweder komplett oder teilweise umgestellt werden. Da die Entscheidung zwischen Transporten mittels Lkw oder Einzelwagen vorwiegend auf Grundlagen von Kosten und Laufzeiten getroffen werden, die wiederum nicht durch die Projektansätze beeinflussbar sind, wurde für nicht auf Ganzzug umstellbare Verkehre das Ursprungsverhältnis zwischen Lkw- und Einzelwagenverkehren konstant belassen. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 146 Transportkonzept im optimierten Zustand 5.000 4.500 Anzahl Fahrzeuge 4.000 3.500 3.000 Ganzzug LKW Einzelwagen 2.500 2.000 1.500 1.000 500 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 Hauptlauf Zugsystem A bis Ziel 1 Hauptlauf Zugsystem B bis Ziel 3 Nachlauf für Zugsystem A von Ziel 1 bis Ziel 2 Nachlauf Zugsystem B von Ziel 3 bis Ziel 4 Nachlauf Zugsystem B von Ziel 3 bis Ziel 5 Abbildung 77: Transportkonzept je Relation im InTerTrans-Szenario Hinsichtlich der Basis-Kennzahlen wurde im Simulationsmodell signifikantes Potenzial ermittelt. Fazit Die Ergebnisse haben gezeigt, dass durch die dynamische Transportplanung in der Distribution ein signifikantes Verlagerungspotenzial besteht. Eine zusammenfassende, qualitative Darstellung der Auswirkungen kann Abbildung 78 entnommen werden. Dabei wird deutlich, dass durch eine Verkehrsverlagerung eine aus volkswirtschaftlicher Sicht positive Wirkung erzielt werden kann. Aus betriebswirtschaftlicher Sicht ist eine leichte Kostenreduzierung sowie eine Reduzierung der Durchlaufzeit in der Distribution hervorzuheben. Im Fallstudienszenario wird davon ausgegangen, dass eine moderate Bestandserhöhung im Werk akzeptabel ist. Dennoch liegt darin eine Limitierung der dynamischen Transportplanung, der vor allem durch die distributionsorientierte Terminierung entgegengewirkt werden soll (vgl. AP 6.2 bzw. AP 6.3). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 147 Abbildung 78: Effekte der dynamischen Transportplanung in der Distribution Ansatz 2: Dynamische Anpassung getakteter Zulieferlogistiknetzwerke Problemstellung Ein wesentliches Ziel getakteter Zulieferlogistiknetzwerke besteht darin, durch regelmäßig wiederkehrende Transportmuster eine hohe Prozessstabilität und damit Planbarkeit der Transporte zu erreichen. Dies soll sich wiederum positiv auf angrenzende Prozesse bzw. die gesamte Supply Chain auswirken. Automobilhersteller wie Volkswagen verfolgen momentan eine Umstellung auf solche getaktete Zulieferlogistiknetzwerke. Eine grundsätzliche Herausforderung besteht dabei darin, das Netzwerk an Veränderungen in den Transportbedarfen im Zeitablauf anzupassen, ohne dabei jedoch das Ziel der Stabilität zu stark negativ zu beeinflussen. Bei einem Modell- oder Lieferantenwechsel können die bisherigen Direktrelationen bzw. Milkruns ineffizient werden. Lösungsansatz Abbildung 79 stellt dar, wie durch die dynamische Transportplanung Veränderungen in den Transportbedarfen Rechnung getragen werden soll. Dabei werden die Frequenz der Direktrelationen sowie die Frequenz und die Route der Milkruns adäquat an Veränderungen in den Transportbedarfen angepasst. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 148 Abbildung 79: Ausgangs- und InTerTrans-Szenario der dynamischen Transportplanung in der (getakteten) Zulieferlogistik Szenario und Annahmen Für die Validierung des Konzeptes wurden 174 europäische Lieferanten des Fallstudienwerkes mit einem Transportvolumen von über 500 kg / Tag betrachtet. Das Transportvolumen wurde dabei mit Hilfe einer Stücklistenauflösung vom Ist-Programm abgeleitet. In Abbildung 80 ist der Transportbedarf zufällig ausgewählter Zulieferer dargestellt. Dabei wird deutlich, dass die Transportmengen auf Wochenbasis einer moderaten bis signifikanten Schwankungsbreite unterliegen, aber kein echter Trend erkennbar ist. Daher ist zu untersuchen, inwieweit sich diese Schwankungen auf die Effizienz von Direktrelationen und Milkruns auswirken. Abbildung 80: Entwicklung der Transportmengen zufällig ausgewählter Zulieferer im Zeitablauf InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 149 Da sich die Umsetzung des getakteten Logistiknetzwerks teilweise noch in der Planungsphase befindet, mussten Annahmen über Anzahl und Lage von Crossdocks (Warenumschlagplätze für mehrstufige Transportketten) getroffen werden. Ohne Berücksichtigung anderer Werke des Volkswagen Konzerns wurden insgesamt 16 Crossdock-Standorte ausgewählt und gemeinsam mit den Lastdaten der 174 Zulieferer im Transportplanungsprototyp abgebildet. Zur Abbildung realer betriebswirtschaftlicher Planungsvorgänge wurde im Transportplanungsprototyp eine Optimierung nach Transportkosten angewendet. Dabei waren als Transportkonzepte lediglich Milkruns und Direkttransporte mit einem festen Fahrplan zulässig, die Anzahl an Lieferanten je Milkrun wurde auf 4 beschränkt und je Zulieferer musste mindestens eine Abfahrt pro Woche stattfinden. Zur Abbildung des Ausgangs-Zustandes wurde eine einmalige Optimierung über den kompletten dreimonatigen Betrachtungszeitraum durchgeführt, um ein Logistiknetzwerk mit maximaler Stabilität abzubilden. Soll-Zustand und Ergebnisse Für das InTerTrans-Szenario wurde eine monatliche Überplanungsfrequenz eingestellt, um auf Veränderungen in den Bedarfen zu reagieren, aber gleichzeitig relativ hohes Maß an Stabilität zu gewährleisten. Eine Überplanung im Wochenrhythmus würde beispielsweise einen Verlust der Stabilität zur Folge haben und wird daher nicht weiter verfolgt. Im Vergleich des Ausgangsszenarios mit dem dynamisch überplanten Szenario konnte im Ergebnis nur marginales Verbesserungspotenzial ermittelt werden. Im Einzelnen konnte eine geringe Verminderung der Lkw-Fahrzeugkilometer erreicht werden und die Auslastung der Lkw etwas erhöht werden. Grund dafür ist einerseits, dass die Fahrzeugkilometer in der Vorholung durch die Hauptläufe stark dominiert werden. Da das Optimierungspotenzial eher in der Vorholung als im Hauptlauf besteht, wirken sich die getroffenen Anpassungen relativ gering aus. Darüber hinaus ist die Schwankungsbreite auf Monatsebene relativ gering und ein Trend in den Transportbedarfen ist nicht zu erkennen. Fazit Die Untersuchungsergebnisse legen nahe, dass durch die dynamische (hier: monatliche) Überplanung der getakteten Zulieferlogistik lediglich ein marginales Verbesserungspotenzial besteht. Es lässt sich einfach zeigen, dass durch eine sehr hohe Überplanungsfrequenz (wöchentlich, täglich, schichtweise oder sogar stündlich) der Milkruns und Direktrelationen durch die exakte Anpassung an die Bedarfe zwar die höchste Effizienz in den Lastläufen erreichen lässt. Allerdings ist dabei einerseits zu berücksichtigen, dass die Leerläufe des Logistikdienstleisters durch die fehlenden Planungsvorlaufzeiten ineffizienter werden können. Und andererseits geht dadurch der gewünschte Effekt der Taktung bzw. Stabilisierung der Transportprozesse sowie der angrenzenden Prozesse mit der Überplanungsfrequenz zunehmend verloren. Die Balance zwischen stabil getakteten, synchronisierten und planbaren Prozessen und der Überplanungsfrequenz des Transportsystems ist daher unternehmensspezifisch im Einklang mit der jeweiligen Logistikstrategie einzustellen. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts Abbildung 81: Effekte Beschaffungslogistik der dynamischen 150 Transportplanung auf die getaktete Ansatz 3: Integration Crossdock-Hauptläufe in Zwischenwerkverkehr Problemstellung Wie bereits oben geschildert fällt der Modal Split im Zulieferverkehr aufgrund des dispersen Charakters der Güterströme sehr stark einseitig zugunsten des Verkehrsträgers Straße aus. Lösungsansatz Ein Potenzial zur Verkehrsverlagerung kann sich durch die effiziente Bündelung der Sendungen im Zulieferverkehr selber oder mit Sendungen aus dem Zwischenwerkverkehr ergeben. Szenario und Annahmen Für die Untersuchung inwieweit ein Potenzial zur Verkehrsverlagerung von der Straße auf die Schiene besteht, wurde die oben geschilderte Zulieferlogistikstruktur betrachtet. Da ein Transport mittels Einzelwagenverkehr hinsichtlich Laufzeit, Pünktlichkeit und Transportkosten den hohen Anforderungen der Zulieferlogistik zumeist nicht genügen, wurde die Untersuchung auf Ganzzüge bzw. Züge, die in einem dedizierten Zugsystem verkehren, beschränkt. Da die Transportmengen einzelner Lieferanten nicht ganzzugfähig sind, standen bei der Untersuchung die Hauptläufe von den Crossdocks ins Werk im Vordergrund. Dabei wurde angenommen, dass die Crossdocks über einen Gleisanschluss und eine Umschlagmöglichkeit Straße Schiene verfügen. Hinsichtlich des Equipments wurde der Einsatz des Güterwagens Sgkkms, Bauart 698 in der Planung verwendet. Dieser kann zwei seitenentladbare JumboWechselbehälter fassen (s. Abbildung 82). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 151 Abbildung 82: Güterwagen Sgkkms, Bauart 698 mit 2 Jumbo-Wechselbehältern Soll-Zustand und Ergebnisse Zunächst wurden die Transportmengen der Hauptläufe von den Crossdocks zu den Werken in Zugmetern je Kalenderwoche ermittelt (s. Abbildung 82). Dabei wurde deutlich, dass selbst bei einer lediglich wöchentlichen Zugabfahrt die durchschnittliche Auslastung des Zuges nicht optimal sein würde. Dies entspricht durch die geringe Abfahrtsfrequenz nicht den Anforderungen an die Logistikleistung in der Automobilindustrie. Durch die geringe Auslastung wird auch die Anforderung geringer Logistikkosten nicht erfüllt. Hauptlauf-Transporte 450 400 Transportbedarf [Zug-m] 350 300 250 200 150 100 50 0 CD1 CD2 CD3 CD4 CD5 CD6 CD7 CD8 CD9 CD10 CD11 CD12 CD13 CD14 CD15 CD16 Crossdocks Abbildung 83: Transportmengen im Hauptlauf von Crossdock zum Werk je Kalenderwoche Da die einzelrelationsbezogenen Transportmengen nicht ausreichend waren, wurde im nächsten Schritt die Integration der Transportbedarfe in das im Zwischenwerkverkehr von DB Schenker für Volkswagen betriebene Drehscheibensystem auf der Schiene geprüft (vgl. Winter 2008). Dabei stellte sich heraus, dass die Transporte aus dem Crossdock Braunschweig (CD2) direkt in die bestehende, direkte Zugrelation von Braunschweig nach Mosel mit täglicher Abfahrt integriert werden könnten. Eine Entladung der Wechselbehälter könnte je nach Adressat im Werk selber oder im Güterverkehrszentrum Glauchau erfolgen. Das Leergut könnte ebenfalls in eine bestehende, direkte Zugrelation mit täglicher Abfahrt in umgekehrter Richtung eingegliedert werden. Darüber hinaus existiert eine Überschneidung zwischen den Transporten aus Kassel mit einer bestehenden, indirekten Zugverbindung von Kassel über Braunschweig InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 152 nach Mosel mit täglicher Abfahrt. Das Leergut könnte analog dazu in entgegengesetzter Richtung mit einer bestehenden, indirekten Zugverbindung zurückgeführt werden. Durch die Integration von Crossdock-Hauptläufen in das Drehscheibenkonzept des Zwischenwerkverkehrs besteht ein Verlagerungspotenzial im einstelligen Prozentbereich der LkwFahrzeugkilometer. Durch die Umschläge der Wechselbehälter und der längeren Transportdauer ergibt sich dabei eine leichte Durchlaufzeit- und damit auch Bestandserhöhung. Abbildung 84: Effekte der Integration der Crossdock-Hauptläufe in das Zugsystem des Zwischenwerkverkehrs 2.6.2 AP 6.2: Fallstudie mit Schwerpunkt Terminierung Das Arbeitspaket 6.2 beinhaltete die Fallstudie mit Schwerpunkt Terminierung. Durch die gezielte Berücksichtigung der Anforderungen der Beschaffungslogistik und Distributionslogistik in der Wochen-, Tages- und Reihenfolgeplanung konnten gezielt Potenziale aufgezeigt werden. Die vereinbarte Vorgehensweise zur separaten Betrachtung von Beschaffungs- und Distributionslogistik sollte dazu dienen, dass die identifizierten Potenziale getrennt voneinander betrachtet werden konnten und sich Effekte nicht gegenseitig beeinflussen oder gar auslöschen konnten. Nach Abschluss aller Untersuchungen in der Fallstudie konnte festgestellt werden, dass die identifizierten Anforderungen aus dem Bereich der Beschaffungslogistik sich mit den Anforderungen der Distributionslogistik nicht widersprechen sondern vielmehr überdecken. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 153 Abbildung 85: Ansätze und Lösungsansätze der Fallstudie AP 6.2 mit deren Wirkung auf die InTerTrans-Ziele Die Ansätze der Beschaffungs- und Distributionslogistik werden im Folgenden getrennt voneinander untersucht. Die Beiträge zur Zielerreichung in InTerTrans können dadurch getrennt voneinander aufgeschlüsselt werden und die verschiedenen Lösungsansätze auf ihre Effekte hin bewertet werden. Ansatz 1: Beschaffungslogistikintegrierte Programmplanung durch Nivellierung und Glättung Problemstellung Im Bereich der Automobilindustrie ist es üblich, dass pro Produktionswerk mehrere Montagelinien und darauf aufbauend mehrere Fahrzeugklassen gefertigt werden. Durch eine in Mitteleuropa vorherrschende build-to-order Strategie können Vorhersagen bezüglich des Produktionsprogramms nur sehr eingeschränkt getroffen werden. In Zusammenhang mit der angebotenen großen Variantenvielfalt einer einzigen Fahrzeugklasse eröffnen sich für den Kunden Millionen theoretisch möglicher Ausstattungskombinationen, welche auch bis kurz vor Produktionsbeginn zum Teil noch abgeändert werden können. Dies hat zur Folge, dass Teilebedarfe und damit einhergehende Transportbedarfe stark schwanken und im Wochenvergleich sehr unterschiedlich ausfallen. Doch nicht nur der Kundenwunsch allein bedingt eine Schwankung pro Fahrzeugklasse. Auch die kontinuierliche Überarbeitung der technischen Basis, Gesetzesänderungen oder neue Vertriebsstrategien können selbst bei konstanter Fahrzeugstückzahl pro Woche die Teile- und Transportbedarfe stark schwanken lassen. 154 Produktionsvolumen InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts KW 47 48 49 50 51 52 Abbildung 86: Schwankendes Produktionsvolumen mit schwankenden Teilebedarfen Die Konsequenz dieser schwankenden Transportbedarfe ist eine geringe Auslastung bei den anliefernden Verkehrsmitteln. Langfristig bereits avisierte Transporte müssen durch kurzfristige Veränderungen nicht mehr die ursprünglich geplanten Teileumfänge befördern. Stattdessen sehen sie sich oft einem völlig anderen Teilebedarf gegenüber. Schwankungen des Produktionsprogramms beim OEM wirken sich so über die Abrufe bis hin zu den Zulieferern aus, die ebenfalls auf die schwankenden Materialabrufe reagieren müssen und Zulieferer ihrerseits ebenfalls stark schwankend abrufen müssen. Zulieferer Transport OEM Unterlast Teilebedarf Überlast Produktionsprogramm Transportbedarfe Zeit Produktionsbedarfe Abbildung 87: Ausbreitung schwankender Produktionsbedarfe in der Supply Chain Lösungsansatz Als Lösungsansatz können 2 Prinzipien voneinander unterschieden werden. Sie adressieren die im vorhergehenden Kapitel genannten Probleme durch Maßnahmen im Bereich der Produktionsprogrammplanung: Nivellierung: Mit der Maßnahme „Nivellierung“ wird bereits frühzeitig sichergestellt, dass im Bereich der Produktionsplanung gleichmäßige Fahrzeugstückzahlen je Fahrzeugklasse eingeplant werden. Dazu werden die Fahrzeugstückzahlen gleichmäßig auf alle Planungswochen verteilt und der Nivellierungszeitraum mit den Fahrplanzeiträumen synchronisiert. Darüber hinaus findet eine Synchronisation der Nivellierungszeiträume der einzelnen Modelle eines Werkes statt. Glättung: Dieses Instrument bezieht sich auf die Sicherstellung der gleichmäßigen Eigenschaftsverteilungen. Dadurch kann gewährleistet werden, dass Teile, die nicht in 100% aller produzierten Fahrzeuge verbaut werden (z. B. Lichtschalter) gleichmäßig InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 155 Produktionsvolumen über alle zu planenden Produktionswochen verteilt werden können. Geglättet wird dabei das Landesverkaufsprogramm, an welchem die Regeln aus Technik, Gesetz, Vertrieb und spezifischen Kundenwünschen (Beispiel: Markt Italien fordert Handschalter oder Markt Kaltländer fordern Standheizung) festgemacht sind. KW 47 48 49 50 51 52 Abbildung 88: Nivelliertes und geglättetes Produktionsprogramm (schematisch) Szenario und Annahmen Als Modell für diese Untersuchungen diente die Modellierung und Simulation des Produktionsnetzwerks des betrachteten Standorts. Das Werk Zwickau wurde dabei mit 2 Linien für die Modellklasse A und B abgebildet. Der durchschnittliche Anteil von Modellklasse A am gesamAnteil je Modelklasse A und B der von Modellklasse B 22 %: ten frachtpflichtigen Gewicht beträgt 78 %, am frachtpflichtigen Gewicht Modelklasse A Modelklasse B Abbildung 89: Anteil je Modellklasse A und B am frachtpflichtigen Gewicht Eine genauere Betrachtung des Auftragspools mit mehr als 90.000 Aufträgen in der Wochenund Tagesprogrammplanung liefert weitere Erkenntnisse über die Verteilung bestimmter Frachtgewichte. Für mehr als 600 Lieferanten konnte durch die Stücklistenauflösung und programmbedingte Teilebedarfsrechnung eine Kategorisierung hinsichtlich ihres Anteiles an Nivellierungsteilen bezogen auf das gesamte frachtpflichtige Gewicht durchgeführt werden: InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 156 Abbildung 90: „Nivellierungsgewicht“ bezogen auf das gesamte frachtpflichtige Gewicht Wertet man die durchschnittlichen Entfernungen dieser Lieferanten aus, so ergibt sich, dass Lieferanten mit einem Anteil des Nivellierungsgewichts am gesamtfrachtpflichtigen Gewicht von 90 - 100 % eine mittlere Entfernung von 511 km aufweisen und hier großes Potenzial vorhanden ist (s. Abbildung 91). Abbildung 91: Durchschnittliche Entfernung je Lieferantengruppe Wird diese Betrachtung fortgeführt und auf die durchschnittliche Anzahl an Transporten pro Woche ausgeweitet, so ist zu erkennen, dass diese betrachtete Gruppe einen sehr hohen Anteil an Transporten pro Woche ausmacht, konkret rund 71,5 Transporte pro Woche. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 157 Abbildung 92: Durchschnittliche Anzahl an Transporten pro Woche je Lieferantengruppe Um der in der Realität gegebenen Komplexität begegnen zu können, musste im betrachteten Szenario der Beschaffungslogistik die Anzahl von Lieferanten begrenzt werden, um alle für die Materialdisposition und Transportflüsse notwendigen Details abbilden zu können. Für diese Komplexitätsreduktion wurden 27 Lieferanten, die einen repräsentativen Ausschnitt an Teilebedarfen aus dem Gesamtnetzwerk abbilden, ausgewählt. Denn entscheidend in der Betrachtung war der durchschnittliche Anteil der Nivellierungs- und Glättungsteile am durchschnittlichen gesamten frachtpflichtigen Gewicht je Relation. Ein Nivellierungsteil bedeutet, dass eine Teilefamilie zu 100 % in ein Fahrzeug eingeht (Beispiel: Teilefamilie Dachhimmel, Variante A: Dachhimmel blau, Variante B: Dachhimmel grün). Durch diese repräsentative Auswahl ist sichergestellt, dass trotz der Komplexitätsreduktion, sich die Folgerungen im Experiment mit geringer Unschärfe auf das gesamte Transportnetz übertragen lassen und die Aussagen allgemeine Gültigkeit haben. Die Aufteilung des Gewichts nach Dezilen auf die Lieferanten ist in Abbildung 93 dargestellt: Abbildung 93: Anteil der Lieferanten je Nivellierungs- und Glättungsgruppe bezogen auf die Gesamtanzahl Lieferanten (Experiment) InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 158 Fokus des Szenarios sind die verschiedenen Transportprozesse, die aus Komplettladungsumfängen, Milkruns oder mit Cross-Dock-Systematik bestehen kann. Die betrachtete Simulationszeit der Wochen- und Tagesprogrammplanung beträgt 12 Wochen. Zur Verifikation und Validierung der OTD-NET Ergebnisse in Bezug auf die Material- und Transportdisposition wurden Volkswagen Systeme eingesetzt, die die erhaltenen Daten und Ergebnisse bestätigten. Wochenprogrammplanung Reihenfolgebildung Materialdisposition Transportdisposition NET Teilebedarf OTD Zeit Produktionsprogramm VW-Systeme OTD-NET Abbildung 94: Schnittstelle Volkswagen System-Welt mit OTD-NET Soll-Zustand und Ergebnisse Stückzahl Modellklasse A Die Ergebnisse der Optimierung der Programmplanung können für verschiedene Bereiche genauer betrachtet werden. Sind in der heutigen Programmplanung noch größere Schwankungen von Woche zu Woche zu verzeichnen, so ist es mit Hilfe der Nivellierung und Glättung möglich, die Stückzahlen und damit Teilebedarfe über vier Wochen relativ konstant zu halten. So werden auch im Vergleich der Wochenblöcke untereinander die Effekte der Schwankung gering gehalten. Abbildung 95: Heutige Programmplanung vs. Nivellierung und Glättung für Modellklasse A InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 159 Stückzahl Modellklasse B Trotz der in der Modellklasse A schon relativ guten Ausgangslage, können auch hier noch Effizienzpotenziale per Simulation nachgewiesen werden. Betrachtet man dagegen die Ausgangslage der Modellklasse B, so kann ein sehr stark schwankendes Programm festgestellt werden. Auch hier kann durch die Methoden der Nivellierung und Glättung die Schwankung in 4 Wochen Blöcken völlig eliminiert werden. 5.600 Fahrzeugstückzahlen Modellklasse A und B Fahrzeugstückzahlen Zwickau Golf/ Passat Abbildung 96: Heutige Programmplanung vs. Nivellierung und Glättung für Modellklasse B 5.400 5.200 5.000 4.800 4.600 4.400 1 2 3 Istprogramm 4 5 6 7 Nivelliert und geglättet 8 9 10 11 12 Simulationswoche Abbildung 97: Heutige Programmplanung vs. Nivellierung und Glättung für Modellklassen A und B Geht man davon aus, dass beide Fahrzeugklassen stets kombiniert betrachtet werden müssen, da beide Modellklassen teils dieselben Zulieferer besitzen, so erhält man eine Aussage, welchen Effekt die Nivellierung und Glättung insgesamt hat. Ein sehr stark schwankendes Ist- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 160 Programm wird durch die Kombination der Nivellierung und Glättung in ein stabiles Produktionsprogramm überführt. Die graphische Auswirkung dieser Maßnahme kann in Abbildung 98 gesehen werden. Grundlage dafür bilden die Stückzahlen von A und B für das gesamte Werk. Transportbedarf (normiert) pro Woche Leitet man aus dem Produktionsprogramm die Teilebedarfe pro Woche ab, so kann die Auswirkung der Nivellierung und Glättung hinsichtlich der Transportbedarfe abgelesen werden. Um detailliertere Aussagen treffen zu können, wurden diese Bedarfe auf die verschiedenen betrachteten Anlieferkonzepte aufgeschlüsselt. Dadurch sind exakte Aussagen auf allen zur Verfügung stehenden und simulierten Relationen möglich: 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 1 2 3 Istprogramm 4 5 6 7 8 Nivelliert und geglättet 9 10 11 12 Woche Abbildung 98: Auswirkung auf programmbedingte Teilebedarfe für die abgebildeten Komplettladungsumfänge Milk-Run Abbildung 99: Auswirkungen auf programmbedingte Teilebedarfe für die abgebildeten Komplettladungsumfänge InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 161 Cross-Dock Abbildung 100: Teilebedarfe auf dem Hauptlauf vom Cross-Dock zu den Werken In allen drei dargestellten Relationen wird die Auswirkung einer durchgeführten Nivellierung und Glättung deutlich: Gegenüber dem Ist-Programm kann eine deutliche Reduzierung der Teile- und Transportbedarfsschwankungen erreicht werden. Dadurch ist eine Verkehrsvermeidung durch erhöhte Auslastung und Vermeidung von Sondertransporten möglich. Fazit Durch Nivellierung und Glättung beider Modelklassen können für knapp 1/3 der Lieferanten mehr als 90 % der Teile- bzw. Transportbedarfe gesteuert werden. Auch lässt sich bei einer Synchronisation der Nivellierungs- und Glättungszeiträume mit den Fahrplangültigkeitszeiträumen der Transportkonzepte eine Erhöhung der Transportauslastung im einstelligen Prozentbereich erzielen. Hieraus resultieren Einsparungen der Fahrzeugkilometer im ebenfalls einstelligen Prozentbereich. Die Realisierung dieser Potenziale setzt voraus, dass die für einen Zeitraum von mindestens vier Wochen geplanten Wochenprogramme in der Praxis umgesetzt werden können. Risiken im Zulieferer- und Transportnetzwerk sowie der Produktion des OEM führen jedoch laufend zu Überarbeitungen der zu Grunde liegenden Produktionsprogramme. Die Einhaltung der abgestimmten Transportfahrpläne wird dadurch schwer bis unmöglich. Die Umsetzung der Potenziale setzt daher geeignete Maßnahmen zur Prävention bzw. Reaktion auf Risiken im Produktionsnetzwerk voraus. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 162 Verkehrsvermeidung Verkehrsverlagerung Auslastungserhöhung Durchlaufzeitreduzierung Kostenreduzierung Bestandsreduzierung Abbildung 101: Effekte der Nivellierung und Glättung im Produktionsprogramm Ansatz 2: Distributionsorientierte Programmplanung durch Bündelung Problemstellung Auch wenn in dem betrachteten Werk ein konstantes Produktionsvolumen über die einzelnen Tage oder Wochen verteilt gegeben ist, so wird dieses Volumen dennoch im Versand auf bis zu 60 Ziele pro Werk aufgeteilt (s. Abbildung 102). Diese Aufteilung erfolgt, da Fahrzeuge teils per Schiff auf andere Kontinente oder per Bahn in andere Länder distribuiert werden. Die Produktion der Fahrzeuge für diese Ziele wird derzeit nicht aktiv gesteuert und somit kommt es zu starken Schwankungen der Transportvolumina pro Ziel von Periode zu Periode. Diese Schwankungen begünstigen darüber hinaus Abweichungen vom Produktionsprogramm, wodurch für eine Transportrelation geplante Fahrzeuge mit anderen Relationen zum Ziel befördert werden müssen. Dies alles wirkt derzeit restriktiv auf die Umsetzung von Konzepten, die auf die Zielsetzung einer Verkehrsverlagerung, Durchlaufzeitreduzierung bei konstant hoher Auslastung und Bestandsreduzierung ausgerichtet sind. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 163 Versand Produktion ML 1 ML 2 ML 3 v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v v ZP8 Konstante Ausbringung von Fahrzeugen Schwankende Volumina pro Transportziel Abbildung 102: Wechselwirkung zwischen Produktionsprogramm und Versand pro Land Produktion Distribution Ungesteuerte Verteilung Fahrzeuge pro Ziel ZP8 Programmplanung Produktion Mo Di Mi Do Fr Unzuverlässige Vorhersage Übergabezeitpunkt ? Konsequenzen Höhere Durchlaufzeiten Höhere Transportkosten Hoher Lkw Anteil Abbildung 103: Einfluss der Produktion auf die Distribution Diese Faktoren tragen zu einer höheren Durchlaufzeit und höheren Transportkosten bei, da Fahrzeuge nicht sofort abtransportiert werden können und aufgrund der geforderten höheren Flexibilität mehr Lkw-Transporte durchgeführt werden müssen. Eine Verbesserung dieser Ausgangssituation kann erreicht werden, indem Anforderungen aus der Distribution in der Programm- und Reihenfolgeplanung berücksichtigt werden. Dazu gilt es Lösungsprinzipien zu definieren, die im folgenden Eingang in die Programme finden. Wichtig in diesem Zusammenhang ist, dass die Berücksichtigung dieser Lösungsprinzipien nicht zu einer Verschlechterung der Produktivität und des Ausstoßes der Produktion führen darf. Nur wenn die neuen Anforderungen sich neben denen der Produktion einordnen, kann es zu einer breit akzeptierten Verbesserung kommen, welche von den verschiedenen Entscheidungsgremien mitgetragen wird. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 164 Distribution Produktion Anforderungen Anforderungen Maßnahmen Glättung Kurze Durchlaufzeiten Mo Di Mi Do Fr Mo Di Mi Do Fr ZP8 Programmplanung Produktion Bündelung Niedrigere Prozesskosten Informationsverfügbarkeit Messung Einhaltung Anforderungen Neue Möglichkeiten bei Transportkonzepten Abbildung 104: Anforderungen und Maßnahmen der Distributionslogistik Durch die Berücksichtigung von Anforderungen der Distribution können Verbesserungen erreicht werden. Die Anforderungen stellen die Lösungsprinzipien der distributionsorientierten Programm- und Reihenfolgeplanung dar und können in die Kategorien Glättung, Bündelung und Informationsverfügbarkeit unterteilt werden. Lösungsansatz Abbildung 105 stellt die Möglichkeiten der Anwendung der Lösungsprinzipien dar. Die Umstellung von Transporten auf Ganzzüge und die Generierung von Milkruns zwischen Werk und Handel sind von großer Bedeutung für die Erreichung der Ziele der Transportvermeidung und verlagerung. Schnelle Ladungsbildung für kleinvolumige Ziele Bündelung von Volumen Anforderung Verkürzung DLZ Bündelung Beruhigung Prozess Glättung Umstellung von Lkw auf Ganzzug Verkürzung DLZ/ Transportverlagerung Bündelung Entfall Umschlag Zielbahnhof, Reduzierung Transportstrecken Verkürzung DLZ/ Kostenreduktion, Transportvermeidung Bündelung Gleichmäßige Transportbedarfe für großvolumige Ziele Gleichverteilung von Volumen Ganzzug für mittelgroße Ziele Milkruns zum Handel Abbildung 105: Anwendung der Lösungsprinzipien in der Distributionslogistik InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 165 Szenario und Annahmen Die verwendeten Daten stimmen mit den im Ansatz 1 von AP 6.2 beschriebenen Daten der Produktion und den unter AP 6.1 Ansatz 1 beschriebenen Daten des Distributionsnetzwerks überein. Soll-Zustand und Ergebnisse Im folgenden Abschnitt sind einzelne Ergebnisse dargestellt. Als Validierungs-Szenario gilt das eingangs bereits erwähnte Werk Zwickau, welches eine Produktionsmenge von ca. 270.000 Einheiten pro Jahr aufweist und mit zwei Montagelinien die zwei Fahrzeugmodelle des A- und B-Segments in drei Schichten von Montag bis Freitag fertigt (15 Schichten pro Woche). Der modellierte Untersuchungszeitraum beträgt drei Monate. Eine weitere Randbedingung ist z. B. der Lkw-Ladefaktor, welcher mit neun Fahrzeugen pro Sattelzug in die Modellierung eingerechnet wurde. Für die Kapazität der Bahn wurden je nach LDL 200 bzw. 217 Fahrzeuge pro Ganzzug und zehn Fahrzeuge pro Waggon angesetzt. In die Modellierung gehen sechs Lkw Relationen vom Werk zu einem nationalen Umschlagpunkt, zwei Einzelwaggonrelationen zu einem kontinentalen Umschlagpunkt, eine Pendelzugrelationen zu einem Hafen, fünf Seeschiffrelationen zu interkontinentalen Märkten und ein Hub-and-Spoke-Konzept zu einem kontinentalen Markt ein, welche mit Hilfe des Terminierungsprototyps abgebildet wurden. Bezüglich der Systemlast wurden im Volkswagen System „SONATA“ 12 Restriktionen der Produktion hinsichtlich verschiedener Ho:No-Regeln und gesperrter Fahrzeugteile für beide Montagelinien berücksichtigt. Auf Basis der Lösungsprinzipien der distributionsorientierten Programm- und Reihenfolgeplanung konnten folgende Prozessverbesserungen im Rahmen des Validierungsszenarios als umsetzbar angesehen werden: 1. Schnelle Ladungsbildung für eine kleinvolumige Lkw-Relation 2. Einsatz Ganzzugsverkehr auf einer mittelgroßen Relation 3. Schiffssynchrone Hafenanlieferung Diese drei Verbesserungsmöglichkeiten sollen anhand eines Vergleichs der Ausgangssituation (Ist-Prozess) mit dem anzuwendenden Lösungsprinzip (Soll-Prozess) bewertet werden. Die zu ermittelnden Kennzahlen und die zugehörigen Experimentierpläne werden in den folgenden Abschnitten beschrieben. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 166 Schnelle Ladungsbildung für kleinvolumige Lkw Relationen 10000 9000 8000 • 3-5 LKW Ladungen pro Woche 7000 6000 5000 • Reduktion Ladungsbildungszeit um 72% 4000 3000 2000 1000 2008-03-03 06:41:16.000 2008-03-03 11:12:34.000 2008-03-04 03:21:09.000 2008-03-10 08:32:28.000 2008-03-10 15:19:57.000 2008-03-10 22:04:46.000 2008-03-15 03:00:00.000 2008-03-17 11:07:59.000 2008-03-22 02:00:00.000 2008-03-24 09:47:05.000 2008-03-24 21:41:36.000 2008-03-29 02:03:08.000 2008-03-31 10:43:18.000 2008-03-31 18:49:58.000 2008-04-07 06:29:55.000 2008-04-07 08:18:53.000 2008-04-07 15:34:46.000 2008-04-12 04:00:00.000 2008-04-14 08:09:33.000 2008-04-15 00:27:39.000 2008-04-21 06:26:28.000 2008-04-21 08:19:03.000 2008-04-21 21:27:10.000 2008-04-28 06:19:04.000 2008-04-28 07:32:18.000 2008-04-28 19:39:20.000 2008-05-05 07:03:12.000 2008-05-05 12:27:25.000 2008-05-06 16:05:22.000 2008-05-08 22:04:59.000 2008-05-12 08:42:03.000 2008-05-12 17:21:22.000 2008-05-19 07:43:28.000 2008-05-19 09:26:21.000 2008-05-19 11:49:50.000 2008-05-26 06:22:18.000 2008-05-26 10:07:58.000 2008-05-26 19:19:52.000 0 • Bei Nicht-Einhaltung logistische Losgröße 15% Abbildung 106: Ladungsbildungszeiten Durch Bündelung von Ladungen für einzelne Transportziele, die zwei bis fünf Lkw-Ladungen pro Woche erhalten, konnte die Ladungsbildungszeit reduziert werden. Es ist jedoch von entscheidender Bedeutung, dass die Anzahl der Fahrzeuge pro Relation ein ganzzahliges Vielfaches des Ladefaktors der Anzahl der Lkw pro Woche sein muss. Rechnet man die Fahrzeuge ein, welche dies nicht erfüllen können, ergibt sich lediglich ein geringes Potenzial . Schiffssynchrone Hafenanlieferung: Um erneute Standzeiten im Hafen zu vermeiden, ist es das Ziel der Distributionslogistik, die Anlieferung der Fahrzeuge genau oder kurz vor der Beladung eines kompletten Schiffes erfolgen zu lassen. Bisher werden Fahrzeuge, die zur Verschiffung vorgesehen sind, beispielsweise nach Emden gebracht und warten dort auf extra ausgewiesenen Stellplätzen auf ihre Verladung. Dies erhöht die Durchlaufzeit und bindet Kapital im Hafen bis zur fahrplanmäßigen Ankunft eines Schiffes. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 167 Fzg. in Stck. 250 200 150 100 50 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 41 43 45 47 49 51 53 55 57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 81 83 85 87 89 Ist-Bestand Standzeit Hafen: -22% Optimierter Bestand Bestand Hafen: -30% Abbildung 107: Simulierte Durchlaufzeiten bei schiffssynchroner Hafenanlieferung Fazit Die distributionsorientierte Programm- und Reihenfolgeplanung dient der Erreichung der im Projekt InTerTrans gesteckten Ziele der Verkehrsvermeidung und -verlagerung. Auch hier ist wie in der Beschaffungslogistik das Produktionsprogramm der Stellhebel für Kosteneinsparungen und Verlagerung von Transportvolumina von Lkw-Relationen auf Ganzzüge. Dass diese Verlagerung nicht zwangsläufig mit höheren Durchlaufzeiten einhergehen muss, konnte simulativ nachgewiesen werden. Durch die Ausrichtung der Produktionszeitpunkte auf den Schiffabfahrtstermin konnte ein positiver Effekt erreicht werden. Die Standzeit im Hafen sowie der Bestand wurden im zweistelligen Prozentbereich reduziert. Die obigen Effekte und Einsparungen sind jedoch in der Praxis nur schwer erzielbar, da die Existenz von Risiken die Flexibilität von Lkw fordert. Erst mit einer auf die Distributionslogistik ausgerichteten präventiven und reaktiven Risikostrategie kann es ermöglicht werden, die nachgewiesenen Potenziale dauerhaft umzusetzen. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 168 2.6.3 AP 6.3: Fallstudie mit Schwerpunkt integrierte Lösung Die Fallstudie aus AP 6.3 dient dazu, den integrierten Gesamtprozess mit seinem Zusammenspiel aus dynamischer Überplanung und logistikintegrierter Terminierung zu validieren und zu bewerten. Dessen Abbildung erfolgt mit Hilfe des integrierten Prototyps. Der zugrundeliegende Prozessablauf ist der Abbildung 108 zu entnehmen. Abbildung 108: Prozessablauf der integrierten Fallstudie Der Prozess beginnt mit der Übernahme einer neuen Auftragslast z. B. aus den Operativsystemen. Die Aufträge werden in den VTTM-Prototyp importiert um im zweiten Schritt auf dieser Basis die Simulation zur Generierung der Lastdaten für die Distribution und die Beschaffung zu ermitteln. Hierzu müssen die Aufträge in der vorgegebenen Reihenfolge in das Werksprogramm eingeplant werden und auf Grundlage dieses Programms für die Beschaffung eine Stücklistenauflösung durchgeführt werden. Im dritten Schritt, werden die Transportbedarfe auf Teile- und Fahrzeugebene an das Transportplanungsmodul übergeben. Dieses führt in Schritt vier die Anpassung der Transportkonzepte aufgrund der neuen Lastdaten durch. Hier werden z. B. Potenziale für Ganz- oder Flexzüge ermittelt und die Abfahrtsfrequenzen in den Bezugswochen festgelegt oder Zulieferer zu Milkruns zusammengefasst. In Schritt fünf werden die neuen Transportdaten zurück an den VTTM-Prototyp übertragen und das Simulations/Datenbankmodell angepasst. Zur Güteberechnung wird in Schritt sechs eine Simulation des neuen Planungsszenarios durchgeführt und ausgewertet. Der Simulationslauf berücksichtigt die Transportdaten in der Produktionsprogramm- und Reihenfolgeplanung sowie die darauffolgende Disposition der Transporte der Beschaffung und die Auslieferung der Transporte an die Zielbahnhöfe. Aufgrund der Simulationsergebnisse kann sich unter Umständen ein Anpassungsbedarf des Transportplanes ergeben, da die detaillierte Abbildung der Prozesse im VTTM zu Effekten führen kann, die auf dem höheren Abstraktionsniveau der Transportplanung nicht zu erkennen sind. In einem solchen Fall wird das entsprechende Feedback an das Transportplanungsmodul übertragen und der Kreislauf vom neuen bei Schritt vier begonnen. Sind die Ergebnisse zufriedenstellend, werden sie zur Auswertung in Schritt sieben freigeben. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 169 Die Untersuchungen der integrierten Fallstudie wurden wiederum nach Beschaffungs- und Distributionslogistik differenziert durchgeführt. Dabei wurden die Ansätze und Lösungsansätze aus den Arbeitspaketen 6.1 und 6.2 aufgegriffen, wie Abbildung 109 entnommen werden kann. Abbildung 109: Ansatzpunkt und Lösungsansätze der Fallstudie AP 6.3 mit deren Wirkung auf die InTerTrans-Ziele Integrierte und dynamisch überplante Beschaffungslogistik Problemstellung Die Problemstellung leitet sich aus den Arbeitspaketen 6.1 und 6.2 ab. Im Bereich der Beschaffung wurde festgestellt, dass Veränderungen des Produktionsprogramms eng mit Veränderungen im Transportbereich verknüpft sind. Eine wirkliche Trennung der Einzelbereiche in reine Änderungen des Programms ohne eine Anpassung der Transporte vorzunehmen ist also nicht sinnvoll. Hieraus ergibt sich, dass die Maßnahmen und Ergebnisse sich aus den bereits beschriebenen Maßnahmen und Ergebnissen aus AP 6.1 und AP 6.2 zusammensetzten. Lösungsansatz Der Lösungsansatz folgt den einzelnen Ansätzen aus den AP 6.1 und AP 6.2. Die Einwirkungen auf das Produktionsprogramm fanden durch Nivellierung und Glättung mit dem Ziel der Definition von stabilen Planungsperioden statt, während im Transportbereich eine Periodisierung des Planungszeitraums einerseits und eine Anpassung der Transportkonzepte auf Grundlage dieser Perioden andererseits durchgeführt wurde. Die konkreten Maßnahmen beinhalteten die Überplanung der Lkw-Lastläufe insbesondere der Milkruns und eine darauf aufbauende Fahr- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 170 plananpassung sowie die Konsolidierung mehrerer Lkw-Verbindungen zu einem Regelzug. Ein Übersicht der Maßnahmen ist Abbildung 110 in dargestellt. Programmplanung Glättung von Teilebedarfen: Stabile Teilelast Nivellierung des Produktionsvolumens: Stabile Teilelast Transportplanung Periodisierung: Lastabhängige Planungsperioden Zeitsegment 1 Zeitsegment 2 Zeitsegment 3 Dynamische Anpassung Fahrpläne für Lastläufe (LKW) Regelzug für Hauptlauf Abbildung 110: Lösungsansatz integrierte Beschaffungslogistik Szenario und Annahmen Das hier zu analysierende Szenario entspricht mit seinen Annahmen den zusammengeführten Szenarien bzw. Annahmen aus den Arbeitspaketen 6.1 und 6.2. Soll-Zustand und Ergebnisse Die Konfiguration des Soll-Szenarios entspricht analog zum Ist-Szenario grundsätzlich den zusammengeführten Szenarien aus den vorangehenden Arbeitspaketen. Fazit Die wesentlichen Effekte in der Beschaffung lassen sich durch eine Nivellierung/Glättung des Produktionsprogrammes und einer darauf basierenden Transportplananpassung erzielen. Die Kennzahlen Reduzierung der Fahrzeugkilometer Lkw und Erhöhung der Auslastungen sind hiervon im Wesentlichen betroffen (siehe Abbildung 111). InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 171 Abbildung 111: Effekte der integrierten Terminierung und Transportplanung in der Beschaffung (AP 6.3) Integrierte und dynamisch überplante Distributionslogistik Problemstellung Die Problemstellung leitet sich aus den Arbeitspaketen 6.1 und 6.2 ab. Demnach bleiben Transportoptimierungspotenziale einerseits durch fehlende Integration von Transportrestriktionen in die Terminierung und andererseits durch die fehlende Dynamisierung der Transportplanung ungenutzt. Lösungsansatz Der Lösungsansatz sieht seitens der Transportplanung eine Periodisierung des Planungszeitraumes vor, innerhalb derer die Transportkonzepte dynamisch gewählt werden. Als wesentliche Handlungsalternativen zu Lkw und Einzelwagenverkehr sollen Sonderzüge und Regelzüge zum Einsatz kommen (s. Abbildung 112). Die Züge können dabei direkt zwischen Werk und Ziel oder in mehrstufigen Zugsystemen verkehren. In der Terminierung kommen die Konzepte zur Blockung bzw. Glättung von Produktionsaufträgen zum Einsatz. Eine Blockung auf die Kapazität der Transportmittel erfolgt entweder zu den Abfahrtzeitpunkten gemäß der Fahrpläne von Ganzzug und Seeschiff oder unabhängig von zeitlichen Aspekten bei Transporten auf Abruf. Eine Glättung der Transporte für großvolumige Ziele wird zur Beruhigung der Supply Chain umgesetzt. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 172 Abbildung 112: Lösungsansatz integrierte Distributionslogistik Ein wesentlicher Unterschied zum Lösungsansatz in Arbeitspaket 6.2 besteht darin, dass durch die Berücksichtigung der dynamisierten Transportplanung ein Wechsel der Transportkonzepte im Zeitablauf ermöglicht wird. Der wesentliche Unterschied zu Arbeitspaket 6.1 besteht hinsichtlich der Transportplanung darin, dass für Ganzzugtransporte anstelle der maximalen, realen Ladungsbildungszeit von 2,5 Tagen eine höhere maximale, theoretische Ladungsbildungszeit als Planungsparameter angenommen wird. Dies ist durch Antizipation der Blockung von Fahrzeugen in der Programmplanung zu begründen. Durch die Blockung in der Terminierung soll erreicht werden, dass die reale Ladungsbildungszeit möglichst stark reduziert wird, um die Bestände an Fertigfahrzeugen und damit auch die Flächennutzung im Werk begrenzt zu halten. Idealerweise können die Fertigfahrzeuge so geblockt werden, dass mit dem Produktionsoutput von 2,5 Tagen ein kompletter Zug gefüllt werden kann. Sofern dies aufgrund von Produktionsrestriktionen nicht möglich ist, kann der Zug nicht voll ausgelastet werden. Das sich aus diesen Zusammenhängen ergebende Ausgangs- bzw. InTerTrans-Szenario wird in Abbildung 113 verdeutlicht. Abbildung 113:Lösungsansatz Distributionslogistik Arbeitspaket 6.3 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 173 Szenario und Annahmen Das hier zu analysierende Szenario entspricht mit seinen Annahmen den zusammengeführten Szenarien bzw. Annahmen aus den Arbeitspaketen 6.1 und 6.2. Die Ergebnisse basieren hierbei auf der Annahme ein maximales Potenzial bezogen auf die Änderungen der Reihenfolge der Aufträge auszuweisen. Hierzu wurden Aufträge nicht nur innerhalb einer Planungswoche sondern auch darüber hinaus verschoben. Soll-Zustand und Ergebnisse Die Konfiguration des Soll-Szenarios entspricht analog zum Ist-Szenario grundsätzlich den zusammengeführten Szenarien aus den vorangehenden Arbeitspaketen. Die wesentliche Ausnahme bildet der Planungsparameter der Ladungsbildungszeit in der Transportplanung. Diese wird im Vergleich zum Ist-Szenario leicht angehoben. Fazit Anhand des Soll-Ist-Vergleichs der Basis-Kennzahlen lässt sich erkennen, dass fast alle BasisKennzahlen verbessert werden konnten (s. Abbildung 114). Dabei wird deutlich, dass sich das Potenzial hinsichtlich der verschiedenen Kennzahlen stark unterscheidet. Der größte Effekt kann demnach in Bezug auf die Verkehrsverlagerung auf die Schiene erzielt werden. Dagegen wird die Auslastung der Züge sogar leicht verringert. Dabei ist allerdings zu berücksichtigen, dass der Ausgangswert der Auslastung mit über 99 % nicht signifikant zu verbessern ist und dass beim dem vorgestellten Szenario die Verlagerung von Transporten auf die Schiene das oberste Ziel darstellte. Dies führte einerseits zur Akzeptanz von geringfügig schlechteren Auslastungen, andererseits auch zu einem geringfügig höheren Werksbestand, bedingt durch die hohen Sammelzeiten der hochkapazitativen Züge. Eine andere Gewichtung der Zielsetzung hätte bei weniger Zugeinsatz zu einem anderen Ergebnis bei Auslastung und Werksbestand geführt. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 174 Abbildung 114: Effekte der integrierten Terminierung und Transportplanung in der Distribution Vergleicht man die Kennzahlausprägungen der unterschiedlichen Arbeitspakete, wird deutlich, dass durch die distributionsorientierte Terminierung ein positiver Effekt hinsichtlich der Auslastung und des Werksbestandes erzielt werden kann. Im Vergleich zum Szenario aus AP 6.1 kann der Auslastungswert im einstelligen Prozentbereich gesteigert werden. Es wird außerdem deutlich, dass sich das volle Potenzial erst durch die komplett integrierte Betrachtung von Transport- und Programmplanung realisieren lässt. Dies ist damit zu begründen, dass sich beide Teil-Ansätze zu einem ganzheitlichen Ansatz ergänzen. Verkehrsvermeidung + Verkehrsverlagerung Fhzgkm LKW Fhzgkm EW Fhzgkm GZ IST Transportplanung Programmplanung Integration 515.478 371.358 514.288 267.324 1.368.250 265.068 204.061 1.553.751 1.368.250 265.646 204.790 1.633.869 Bestandsreduzierung Auslastungserhöhung Auslastung GZ Bestand Distribution Bestand Werk Bestand Werk LKW/EW 99,13% 91,09% 99,43% 97,37% 157.757 122.342 142.201 120.254 48.261 50.846 33.173 50.312 9.157 8.050 6.081 5.820 Abbildung 115: Vergleich der Basis-Kennzahlen der einzelnen Arbeitspakete Fazit Die vorangehenden Erläuterungen haben gezeigt, dass durch den Einsatz einer Integrierten Programm- und Transportplanung in der Automobilindustrie ein deutliches Optimierungspotenzial erschlossen werden kann. Es ist bemerkenswert, dass sowohl die beteiligten Unternehmen als auch die Gesellschaft von einer Umsetzung des Konzeptes profitieren. Durch den positiven Effekt auf Bestände, Durchlaufzeit und Kosten besteht aus Unternehmenssicht ein signifikanter Anreiz zur Umsetzung des InTerTrans-Konzeptes. Als Folge dessen profitiert die Gesellschaft durch eine Verlagerung von Transporten auf die Schiene und eine Verkehrsvermeidung. Dass die Projektansätze in hohem Maße praxistauglich sind, zeigen nicht zuletzt die erfolgreich abgeschlossenen Pilotprojekte bei Volkswagen. Das Interesse der Automobilindustrie ist daran erkennbar, dass für einen anderen Hersteller eine simulationsbasierte Potenzialanalyse wird im Rahmen der Auftragsforschung durchgeführt wurde. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 2.7 175 AP 7: Öffentlichkeitsarbeit, Verwertung und Vermarktung Die Öffentlichkeitsarbeit war ein wichtiges Element der Arbeiten am InTerTrans-Projekt, um zum einen eine öffentliche Kenntnis und Akzeptanz der Forschungsergebnisse zu schaffen und zum anderen aus einer breiten Basis öffentliche Anregungen zu erlangen, die in die Forschungsarbeit einflossen. Daher engagierten sich die Partner des Projekts im Bereich Öffentlichkeitsarbeit in mehreren Sparten. Folgende wissenschaftliche Beiträge mit aktuellen Forschungsergebnissen sind auf Tagungen, Konferenzen, in Journals oder in wissenschaftlichen Fachbüchern veröffentlicht worden bzw. werden noch veröffentlicht: Hermes, A.; Preuß, M.; Wagenitz, A.; Hellingrath, B. (2009): Integrierte Produktions- und Transportplanung in der Automobilindustrie zur Steigerung der ökologischen Effizienz, Tagungsband der 14. Magdeburger Logistiktagung – „Sustainable Logistics“, Februar 2009, S. 183-195. Schwede, C.; Klingebiel, K.; Pauli, T.; Wagenitz, A. (2010): Simulationsgestützte Optimierung für die distributionsorientierte Auftragsreihenfolgeplanung in der Automobilindustrie. In: März, L.; Krug, W.; Rose, O.; Weigert, G. (Hrsg.): Simulation und Optimierung in Produktion und Logistik. Springer [VDI-Buch], S. 151-170. Schwede, C; Hellingrath, B. (2010): Considering Distribution Logistics in Production Sequencing: Problem Definition and Solution Algorithm. In: Operations Research Proceedings 2010. Zesch, F.; Brauer, K.; Schwede, C. (2009): Softwaregestützte, integrierte Produktionsterminierung und Transportplanung. Vorgehensmodell und Ansätze zur Implementierung, Tagungsband der 11. Paderborner Frühjahrtagung – „Nachhaltigkeit in flexiblen Produktions- und Liefernetzwerken“, April 2009, S. 435-452. Zesch, F.; Hellingrath, B. (2009): Integrierte Produktions- und Distributionsplanung auf taktischer Ebene – Anforderungen der Variantenfließfertigung und der Verkehrsträger Schiene und Schiff. Book of Abstracts, Logistik Management 2009, Hamburg. Florian, M.; Schmitz, K.; Sihn, W. (2009): Concept for an adaptable operative transport planning in the automotive industry, Proceedings of the 11th International Conference on „The Modern Information Technology in the Innovation Process of the Industrial Enterprises”, Oktober 2009, Bergamo, Italien. Florian, M.; Kemper, J.; Sihn, W.; Hellingrath, B. (2010): Concept of transport-oriented scheduling for reduction of inbound logistics traffic. Proceedings of the 43rd CIRP Conference on Manufacturing Systems, Mai 2010, Wien, Österreich. Preuss, M.; Hellingrath, B. (2010): Tactical planning of sustainable transportation by logistics service providers for the automotive industry. Proceedings of the 43rd CIRP Conference on Manufacturing Systems, Mai 2010, Wien, Österreich. Zesch, F.; Hellingrath, B. (2010): Integrated production-distribution planning – an optimization model for mixed-model assembly lines; work in progress paper, NOFOMA 2010, Kolding, Dänemark. Florian, M.; Kemper, J.; Sihn, W. (2010): Reduktion des Transportaufkommens durch eine integrierte Planung von Transport und Terminierung, WINGbusiness 4/10, November 2010. Florian, M.; Kemper, J.; Sihn, W.; Hellingrath, B. (2011): Concept of transport-oriented scheduling for reduction of inbound logistics traffic in the automotive industries. In: CIRP Journal of Manufacturing Science and Technology. Des Weiteren wurde das Projekt in Firmenveröffentlichungen wie dem 4flow-Newsletter (Oktober 2007), dem Jahresbericht des Fraunhofer IML für das Jahr 2008, dem Newsletter der InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 176 Fachgruppe Wirtschaftsinformatik am Heinz-Nixdorf-Institut der Universität Paderborn (Juli 2008) und dem Online-Auftritt der TU Wien beschrieben. Der unter www.in-ter-trans.eu abrufbare Internetauftritt des Projekts stellt weitere wichtige Informationen bereit. Hier lassen sich sowohl allgemeine Informationen wie Projektziel, Herausforderung und Lösungsansatz entnehmen als auch aktuelle Entwicklungen und Informationen über die beteiligten Projektpartner. Auch die einzelnen Arbeitspakete sind stichpunktartig inhaltlich beschrieben, so dass die Forschungs- und Entwicklungsschritte nachvollziehbar sind. Abbildung 116 zeigt eine Darstellung des Internetauftritts. Abbildung 116: Internet-Auftritt des InTerTrans-Projekts Der Webauftritt verfügt über einen internen Bereich und dient damit gleichzeitig für die Projektpartner als Austauschplattform. Die Projektpartner haben über die Plattform Zugriff auf Berichte der einzelnen Arbeitspakete, die in den weiteren Forschungsarbeiten, aber auch als Ausgangspunkt von Veröffentlichungen der Partner genutzt werden. Der Darstellung des Webauftritts kann auch das für das Projekt entwickelte Logo entnommen werden (s. Abbildung 117). Die Entwicklung des InTerTrans-Logos war eine der ersten Arbeiten im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit. Ziel war, eine wiedererkennbare Identifikation für Veröffentlichungen aus dem Forschungsprojekt zu schaffen. Abbildung 117: Das InTerTrans-Logo Mit der TU Wien als Projektpartner, den Verbindungen des Fraunhofer IML zur TU-Dortmund, der Universität Paderborn sowie der Universität Münster und der neu gegründeten 4flow academy steht der Öffentlichkeitsarbeit für das InTerTrans-Projekt ein weiterer Kanal der Öffentlichkeitsarbeit zur Verfügung. In allen genannten Einrichtungen werden die Forschungser- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 177 gebnisse in der Lehre verwendet. Aus Sicht des Projektkonsortiums ist es sinnvoll, gerade innovative Forschungsergebnisse angehenden Ingenieuren, Wirtschaftsingenieuren, Logistikern und Informatikern möglichst frühzeitig, bereits vor ihrem Einstieg in das Berufsleben, zugänglich zu machen. Mit diesem Kanal der Öffentlichkeitsarbeit soll eine nachhaltige Sensibilität für die erzielten Forschungsergebnisse geschaffen werden und die Multiplikator-Funktion der Universitäten nutzbar gemacht werden. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 2.8 178 AP 8: Projektleitung und Koordination Im Arbeitspaket 8 wurden administrative Aufgaben zusammengefasst, die den zeit-, kostenund qualitätsgerechten Abschluss des Projekts sicherstellen. Maßgebende Richtschnur für die erfolgreiche Projektarbeit war der mit dem Projektantrag eingereichte Projektplan, der Startund Endzeiten der Arbeitspakete, sowie die in diesen zu erfüllenden Aufgaben vorgab. Die Aufgabe der Konsortialführung war die Koordination des Gesamtprojekts. Auf inhaltlicher Ebene hatte jeder Partner mindestens in einem Arbeitspaket die Leitung übernommen. Während die Organisation von Konsortial- und Meilensteintreffen überwiegend von der Projektleitung übernommen wurde, war die Durchführung von Arbeitstreffen die Aufgabe der jeweiligen Arbeitspaketleiter. Die Arbeitstreffen und Konsortialtreffen wurden abwechselnd bei allen Projektpartnern ausgetragen. Neben der Vorbereitung der Treffen (Festlegung der Inhalte und Methodik, Abstimmung der Agenda) nahm auch die Protokollerstellung und Dokumentation der Ergebnisse einen wichtigen Platz ein. Die Arbeitstreffen wurden meist als mehrtägige Workshops durchgeführt, um einerseits Inhalte zu Bündeln und die Reisekosten niedrig zu halten. Andererseits wurde so sichergestellt, dass stets genügend Raum für Diskussion vorhanden war. Insbesondere in die Erarbeitung des Gesamtprozesses waren alle Partner eingebunden und haben in vielen Diskussionsrunden ihre Anforderungen und Ideen in das Arbeitspaket eingebracht. Neben den Arbeitstreffen auf operativer Ebene wurden jährlich zwei Konsortialtreffen abgehalten, in deren Verlauf aktuelle Arbeiten und Zwischenergebnisse dem Lenkungskreis des Konsortiums vorgestellt wurden. Damit sollte sichergestellt werden, dass Projektausrichtung und -fortschritt den teilnehmenden Partnern jederzeit transparent sind und neue Anforderungen schnell aufgegriffen werden können. Außerdem wurden zu diesen Treffen auch weitere Praktiker aller beteiligten Unternehmen eingeladen. Diese brachten zusätzliche Erfahrungen und Ideen aus der Unternehmenspraxis in das Projekt ein. Die Konsortialtreffen leisteten somit auch einen großen Beitrag zur Akzeptanz der in InTerTrans entwickelten Prozesse und Prototypen und zur Praxisrelevanz der Fallstudien. Über die gesamte Projektlaufzeit fanden zudem zahlreiche Interviews bei Volkswagen und DB Schenker statt, die von den Praxispartnern organisiert wurden. Hier wurden jeweils detaillierte Fragestellungen untersucht oder Teilergebnisse validiert. Neben der intensiven direkten Zusammenarbeit wurden auch andere Kommunikationswege genutzt. Telefonkonferenzen dienten der gegenseitigen Information und Abstimmung. Zudem wurde ein Sharepoint-Server angemietet. Diese internetbasierte Arbeitsplattform stellt für das Projekt u. a. eine zentrale Dokumentenverwaltung und einen Terminkalender zur Verfügung (s. Abbildung 118). Die gemeinsame Datenbasis ermöglichte ein effizientes Arbeiten trotz der räumlichen Entfernung der Projektpartner. Mit dem Sharepoint-Server ergaben sich weitere Koordinationsaufgaben, da Strukturen erstellt, Dokumente eingeordnet und Nutzerprofile gepflegt werden mussten. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 179 Abbildung 118: InTerTrans-Sharepoint Jeder Partner hat ein Projektcontrolling aufgesetzt, sodass für die Erstellung der Zwischenberichte die Angaben der einzelnen Partner nur noch konsolidiert werden mussten. Um in den Arbeitspaketen die Budgets der einzelnen Partner nicht zu überschreiten und Ressourcen ergebnisorientiert einzusetzen, erfolgte zu Beginn jedes Arbeitspakets eine Abstimmung der Teilaufgaben und die Vergabe kleinerer Arbeitsumfänge an alle am Arbeitspaket beteiligten Partner. Die Ergebnisse aller Arbeitspakete wurden in Berichten und jeweils einer prägnanten Abschlusspräsentation festgehalten, für deren Erstellung der Arbeitspaketleiter die Verantwortung trug. Diese Arbeitspaketdokumentationen stellten zudem die Basis für Zwischen- und Abschlussbericht dar, deren Erstellung von der Konsortialführung koordiniert wird. Zusammenfassend wurde in Arbeitspaket 8 die zielgerichtete und termingerechte Projektarbeit vorangetrieben, die nachvollziehbare Dokumentation der Ergebnisse sichergestellt und der Austausch von Erkenntnissen innerhalb des Projekts gefördert. Ein Ergebnis dessen ist die hohe Akzeptanz des Projekts bei allen Projektpartnern, die wiederum Voraussetzung für die praktische Umsetzung und Weiterentwicklung der InTerTrans-Ansätze ist. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 2.9 180 Diskussion der Ergebnisse Distribution Das Ziel der Verkehrsvermeidung in Höhe von 10 % der Fahrzeugkilometer wurde nicht erreicht. Grund dafür ist vor allem die Ausrichtung des Projekts, die strategische Maßnahmen wie eine Verlagerung von Standorten oder eine Anpassung von Produkten - die größten Stellhebel für dieses Ziel - nicht einschloss und sich auf taktische und operative Maßnahmen konzentrierte. Jedoch ist auch hier ein positiver Beitrag in Höhe im kleinen einstelligen Prozentbereich zu verzeichnen - das Ziel wurde also zum Teil erreicht. Der gezielte Einsatz von Ganzzügen unter Anpassung der Produktionssequenz zeigte eine außerordentlich positive Wirkung auf die Verkehrsverlagerung. Das Ziel von 10 % konnte dadurch übertroffen werden. Im Projektverlauf wurde deutlich, dass die Auslastung der Transportmittel insgesamt bereits sehr hoch war - oft nahe 100 %. Diese Auslastung konnte bei Straßentransporten und Einzelwagen nicht weiter verbessert werden. In der Ausgangssituation existierte nur ein Ganzzug, der sehr gut ausgelastet war. Eine natürliche Folge bei einer starken Ausweitung des Einsatzes von Ganzzügen ist dann das Absinken der durchschnittlichen Auslastung über alle Ganzzüge. Da die Zahl der Ganzzugtransporte aber deutlich erhöht wurde, ist die singuläre Betrachtung dieser Kennzahl letztlich irreführend. Beschaffung Aufgrund der Bestandsstrategien des Praxispartners Volkswagen, der geografischen Lage der Lieferanten und der zeitlichen Anforderungen aus den Anlieferkonzepten, fiel es schwer, die Verkehrsverlagerung auf die Schiene auf der Beschaffungsseite in größerem Umfang zu realisieren. Dies gelang lediglich für bestimmte Volumina, die in den bereits existierenden Zwischenwerksverkehr eingebunden werden konnten. Das gesetzte Ziel wurde jedoch knapp verfehlt. Verkehrsvermeidung und Auslastungserhöhung sind im einstelligen Prozentbereich ebenfalls knapp unter der Zielmarke. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 3 Weitere Informationen 3.1 Wichtige Positionen des zahlenmäßigen Nachweises 181 Für den zahlenmäßigen Nachweis wurden alle in InTerTrans angefallenen Aufwände buchhalterisch in den Partnerunternehmen ausgewertet. Die Gründe für etwaige Abweichungen zwischen Plan- und Ist-Zahlen sind im Erfolgskontrollbericht aufgeführt. Der Zeitplan des Projekts wurde eingehalten. Die Abschlusspräsentation der Projektergebnisse für das Fachpublikum fand am 18. November 2010 in einer öffentlichen Präsentation an der AutoUni in Wolfsburg statt. Das Projekt endete planmäßig am 30. November 2010. 3.2 Notwendigkeit und Angemessenheit der geleisteten Arbeit Die Notwendigkeit der geleisteten Arbeit ergibt sich aus deren Beitrag zu Erkenntnissen und Ergebnissen, die sich positiv auf das angestrebte Projektziel auswirken. Letzteres lässt sich zur besseren Handhabung in drei Kategorien unterteilen: Prozesse und Prototyp und Fallstudien. 3.2.1 Prozesse Für die Erstellung neuer Prozesse sind sowohl die Aufnahme bestehender Prozesse als auch kreative Überlegungen unabhängig von den bestehenden Prozessen notwendig. Der Personalaufwand zur Erstellung der in diesem Bericht dargelegten Ergebnisse wird angesichts der komplexen, vielschichtigen Themenstellung und vieler nicht auf den ersten Blick ersichtlicher Hindernisse in der Konzeption für angemessen gehalten. Die im Anhang 6.4 befindliche Prozesskarte gibt einen Einblick in Umfang und Komplexität der Produktions- und Transportplanung in der Automobilindustrie. Zur detaillierten Aufnahme der bestehenden Prozesse wurden zahlreiche Interviews mit den zuständigen Fachabteilungen bei Volkswagen und DB Schenker geführt und die Ergebnisse anschließend in Workshops mit den Projektpartnern aufbereitet und weiterentwickelt. Für diese Aktivitäten waren zahlreiche Reisen und Arbeitstreffen notwendig. Nur so konnte die Praxisrelevanz der gefundenen Lösung sicher gestellt werden. Für die kreative Erarbeitung neuer Prozesse wurden einige mehrtägige Workshops durchgeführt. Um Reisezeit zu sparen wurden die Treffen intensiv vor- und nachbereitet, so dass die für diese Treffen nötigen Reisen auf ein Minimum beschränkt werden konnten. 3.2.2 Prototyp Zur Erstellung des Prototyps waren zunächst Arbeiten der Entwickler der 4flow AG und des Fraunhofer IML an der jeweiligen Software ihres Hauses nötig. Dafür waren keine Reisen erforderlich und alle Arbeiten konnten in der gewohnten Arbeitsumgebung durchgeführt werden. Die Komplexität von Softwareentwicklung im Allgemeinen und von Anwendungsorientierter Standardsoftware im Besonderen ist ein wesentlicher Treiber für den Aufwand der Prototypenentwicklung gewesen. Treffen der Entwickler der 4flow AG und des Fraunhofer IML wurden vor allem zur Konzeption der Schnittstelle und Softwarefunktionalität notwendig. Aufgrund der Komplexität der bearbeiteten Fragestellung sind persönliche Treffen zur Abstimmung, Ideenfindung und Konzeption zwingend erforderlich. Nur so können ein guter Informationsfluss zwischen den Partnern si- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 182 chergestellt, Missverständnisse vermieden und der kreative Beitrag aller Teilnehmer eingeholt werden. 3.2.3 Fallstudie Zur Validierung von Prozessen und Prototyp, zum Nachweis eines positiven Nutzens sowie zur Steigerung der Akzeptanz der Mitarbeiter in den Partnerunternehmen wurden umfangreiche Fallstudien durchgeführt. Dies umfasste die Analyse der bestehenden Prozesse in den Praxisunternehmen, die Sammlung und Aufbereitung relevanter Daten, die Bildung und Auswertung von Kennzahlen, die Ableitung von Handlungsfelder und die Definition, Durchführung und Auswertung mehrerer Optimierungs- und Simulationsstudien. Jeder dieser Schritte war aufgrund der Problemkomplexität mit einem enormen Aufwand verbunden. Auch die ständige Rückspiegelung der Teilergebnisse in die Unternehmen war mit einem nicht zu unterschätzenden Aufwand verbunden. 3.3 Voraussichtlicher Nutzen und Verwertbarkeit des Ergebnisses Das Umfeld der Transportindustrie ist geprägt von steigenden Kosten. Treiber sind insbesondere die volkswirtschaftlich angestrebte Internalisierung von Umweltkosten bei den Energiepreisen, der in aufstrebenden Schwellenländern extrem zunehmende Energiebedarf, die Verknappung der Laderaumkapazitäten und zahlreiche gesetzliche Regulierungen zum Schutz von Umwelt und Arbeitnehmern. Transportdienstleister sehen sich gleichzeitig Entwicklungen ausgesetzt, die die Qualität ihrer Dienstleistungen tendenziell negativ beeinflussen können. In diesem Zusammenhang stellt das steigende Aufkommen auf europäischen Verkehrswegen eine Herausforderung dar, der in vielen unterschiedlichen Bereichen begegnet werden muss. Unter diesen Voraussetzungen verlangt jedoch der Markt eine stetige Verbesserung der Transportdienstleistungen. Internationale Just-in-Time Verbünde und intermodale Lieferketten sind zwei Themenbereiche, die integrierte Planungs- und Verkehrskonzepte erfordern. Das Forschungsprojekt InTerTrans begegnete diesen Herausforderungen mit einer ganzheitlichen Perspektive auf Transport- und Produktionsprogrammplanung, die wie verschiedene aktuelle Veröffentlichungen bestätigen, von Experten aus Wissenschaft und Praxis als hochaktuell und wegweisend wahrgenommen wird. Die Ergebnisse des InTerTrans-Projekts wirken vor diesem Hintergrund konkurrenzfähig und vielversprechend: Der aus dem Projekt InTerTrans generierte Nutzen wirkt sich in der langfristigen und kurzfristigen Perspektive unterschiedlich aus. Die langfristige Planung von Transporten profitiert von einer Flexibilisierung der Planung. Müssen bisher Ressourcen mit einem langen Horizont reserviert und vorgehalten werden, so zielt das Projekt auf eine unterjährige Anpassung der Planung ab. Die damit verbundenen Vorteile sind: die unterjährige Freigabe von Transportressourcen, die nach ursprünglicher Planung gebunden waren. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 183 die unterjährige Aufstockung von Transportkapazitäten, die in der ursprünglichen Planung nicht berücksichtigt werden konnten. die bessere Synchronisation der Programmplanung und der Steuerung von Auftragsreihenfolgen auf die Belange der Distribution. Diese zusätzlichen Freiheitsgrade führen dazu, dass die Transportkapazitäten zum richtigen Zeitpunkt und am richtigen Ort vorgehalten werden können. Zusätzlich wird eine Beruhigung der Beschaffungstransportumfänge erwartet, die durch die bessere Sequenzierung (Perlenkette) eine erhöhte Planungssicherheit für die Zulieferer mit sich bringt. Im Rahmen der Fallstudie konnte zunächst der Projektansatz validiert werden. Es wurde festgestellt, dass einerseits i.d.R. keine transportrelevanten Kriterien in der Terminierung berücksichtigt werden und dass andererseits kein methodengestützter Standardprozess existiert, der das Transportnetz prognosebasiert an mittelfristige Transportmengenschwankungen anpasst. Der Nutzen der kurzfristigen Perspektive liegt in einem Planungsansatz, der Restriktionen der Transportplanung mit berücksichtigt. Diese Erweiterung ist ein bedeutender Schritt hin zu einer ganzheitlichen Optimierung der Transportressourcen. Die bereits durchgeführten simulationsbasierten Szenarien einer distributionsorientierten Terminierung lassen den Schluss zu, dass die Berücksichtigung logistischer und konventioneller Kriterien in der Programmplanung bereits heute eine Steigerung der Logistikeffizienz zulässt. Die Manipulation realer Produktionsprogramme im Rahmen eines mehrwöchigen Pilotprojektes am Standort Zwickau stützen die per Simulation gewonnenen Erkenntnisse. Nachdem der Nutzen des Forschungsprojekts dargelegt und die Verwertbarkeit skizziert worden sind, werden Im Folgenden die Verwertungspläne der Projektpartner beschrieben: 3.3.1 4flow AG Die mittelständische 4flow AG lässt das im Projekt gewonnene Wissen zur integrierten Terminierung und Transportplanung in zukünftige Beratungs- und Entwicklungsprojekte einfließen. So wird die Zugänglichkeit der öffentlich geförderten Forschungsergebnisse unterstützt. Es besteht die Erwartung, dass die Bedeutung der Projektergebnisse die Dienstleistungen der 4flow AG weiter aufwerten und Wachstum und Beschäftigung des mittelständischen Unternehmens gesteigert werden. Neue Erkenntnisse werden zudem im Rahmen von internen und externen Weiterbildungsveranstaltungen, Lehrveranstaltungen und Schulungen transferiert. Die Vorstellung von Projektergebnissen auf nationalen und internationalen Konferenzen trägt zur Erhöhung des Bekanntheitsgrads des InTerTrans-Projekts und zum Renommee der 4flow AG als Innovationsführer bei. Durch die Weiterentwicklung der Logistikplanungssoftware 4flow vista im Zuge der Prototypenentwicklung zu einem Werkzeug für die iterative mittelfristige Transportplanung wird die 4flow AG zusätzlich gestärkt. Die erweiterte Schnittstelle zum Simulationswerkzeug OTD-NET des Fraunhofer IML bietet der 4flow AG zudem die greifbare Möglichkeit gemeinsamer künftiger Beratungsprojekte im Bereich der integrierten Terminierung und Transportplanung. Zudem bieten sich weitere An- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 184 schlussforschungsprojekte in verwandten Themenstellungen an, um die Übertragbarkeit der Ergebnisse des InTerTrans-Projekts auf andere Branchen und Unternehmenstypen zu untersuchen. 3.3.2 Fraunhofer IML Das Fraunhofer IML ist als Institut der Fraunhofer Gesellschaft der angewandten Forschung verpflichtet und unterhält Kontakte zur Industrie sowie zu Universitäten. Hieraus ergeben sich die zwei wesentlichen Verwertungszweige der InTerTrans-Forschungsergebnisse für das Fraunhofer IML. Aufgrund der unterhaltenen Industriekontakte im Rahmen der Auftragsforschung sieht es das Fraunhofer IML als seine Aufgabe an, im Rahmen einer Multiplikatorrolle die entwickelten Methoden und allgemeingültigen Erkenntnisse des InTerTrans-Projekts bei einer möglichst großen Anzahl von Unternehmen in Deutschland zu platzieren. Das Leistungsportfolio des Fraunhofer IML wird durch die im Projekt erarbeiteten Ergebnisse erweitert. Diese neuen Erkenntnisse und das methodische Know-how fließen ein in die Durchführung entsprechender Auftragsforschungsprojekte in Industrieunternehmen. Aus der Verbindung zur TU Dortmund ergibt sich der zweite wesentliche Verwertungszweig der Ergebnisse. Die Integration der Erkenntnisse des Projektes in Schulungen und universitären Lehrveranstaltungen schafft eine Basis für eine nachhaltige Verbreitung. Im Rahmen der wissenschaftlichen und technischen Anschlussfähigkeit an das InTerTransProjekt ist insbesondere die Weiterentwicklung im Rahmen von anschließenden Forschungsprojekten zu nennen. Hier können z. B. Technologietrends aufgegriffen werden und in Kombination mit den InTerTrans-Ergebnissen weiterentwickelt werden. Darüber hinaus ist vor allem daran zu denken, die InTerTrans-Ergebnisse auf andere Branchen und andere Unternehmensgrößen zu übertragen. Abschließend ist innerhalb der Verwertung der Einsatz des Werkzeugs OTD-NET als Demonstrator der Forschungsergebnisse zu nennen. Das bereits mit dem Fraunhofer Forschungspreis ausgezeichnete Werkzeug wird hierdurch weiter in Industrie und Forschung eingeführt. Die Erweiterung der Schnittstelle zwischen den Werkzeugen 4flow vista und OTD-NET im Rahmen der Prototypenentwicklung ermöglicht eine gemeinsame Zusammenarbeit in Projekten auch nach der Beendigung des beantragten Forschungsvorhabens. Neben diesen Aktivitäten wird über die Teilnahme an Messen, Tagungen und über Veröffentlichungen ein breites Spektrum an Unternehmen hinsichtlich der Projektergebnisse angesprochen 3.3.3 Volkswagen AG Die Volkswagen AG war im Projekt durchgängig sehr stark involviert und hat mit der gezielten Stellung der Fallstudie die Bearbeitung der Fragestellung vor dem Hintergrund realistischer und realitätsnaher Daten forciert. Dadurch konnten die erarbeiteten Projektergebnisse an realen Daten und realen Gegebenheiten aufgezeigt werden. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 185 Da im Verlauf des Projekts viele Schnittstellen zu Systemen der Volkswagen AG angelegt wurden, ist es bereits heute möglich, mit weniger Aufwand neue Szenarien in Zusammenarbeit mit den Konsortialpartnern zu definieren und diese – auch in Bezug auf andere oder ähnliche Fragestellungen – zu simulieren. Davon profitiert nicht nur das geplante Folgeprojekt „InKoRisk“ sondern auch die weitere Zusammenarbeit mit den Konsortialpartnern über das Projekt InTerTrans hinaus. So wurde beispielsweise ein erster bilateraler Workshop mit Schenker durchgeführt, in dem das Thema der operativen Umsetzung und Fortführung der in InTerTrans behandelten Inhalte besprochen wurde. Weitere Workshops mit Schenker sind geplant und sollen die entstandene Zusammenarbeit noch weiter vertiefen. Die im Forschungsprojekt erlangten Erkenntnisse sollen darüber hinaus auch dazu beitragen, dass Volkswagen auch weiterhin Prozesse und Systeme verbessern kann. Vor allem in Bezug auf die Zusammenarbeit mit Zulieferern und Logistikdienstleistern dienen die entwickelten Ergebnisse als Ausgangsbasis dafür, dass die bestehenden Transportplanungs-Prozesse noch effizienter und effektiver gestaltet werden können. Im Projekt durchgeführte Prozessaufnahmen können diese Zielsetzung dabei bereits heute unterstützten. Die entwickelten Ergebnisse und Prototypen sind bereits in eine erste Pilotphase in das Werk Zwickau eingeflossen. Durch InTerTrans konnte im Konzern eine erhöhte Aufmerksamkeit für die Thematik geschaffen werden. Da die Pilotphase noch nicht final abgeschlossen ist, ist eine exakte Abschätzung der wirtschaftlichen Erfolgsaussichten wie z.B. der konzernweiten Ausrollung auf mehrere oder alle Standorte derzeit noch nicht beantwortbar oder quantifizierbar. Insgesamt gesehen stuft die Volkswagen AG die wirtschaftlichen Erfolgsaussichten jedoch als positiv ein und möchte auch durch die Teilnahme am geplanten Nachfolgeprojekt InKoRisk die erwarteten positiven wirtschaftlichen Erwartungen unterstreichen. 3.3.4 DB Schenker Die Verwertung der Projektergebnisse durch DB Schenker ist mehrschichtig. Hauptziel ist die Etablierung der entwickelten Soll-Prozesse in Zusammenarbeit mit Kunden der Automobilindustrie. Seitens Transportplanung beinhaltet dies einen intensiveren Datenaustausch im taktisch-operativen Horizont sowie eine stärkere Nutzung des Verkehrsträgers Schiene im Zulieferverkehr durch Nutzung von Bündelungspotenzialen und stärkerer kollaborativer Planung. Hinsichtlich der Terminierung bieten sich im Zulieferverkehr Möglichkeiten zur Auslastungserhöhung und Verkehrsverlagerung durch eine Glättung bzw. Nivellierung der Transportbedarfe. In der Fahrzeugdistribution kann durch Blockung eine Auslastungserhöhung bestehender Züge sowie ein Wechsel von Einzelwagen bzw. Lkw auf ganze Züge bzw. Systemzüge erreicht werden. Als größtes europäisches Bahnunternehmen würde der DB-Konzern voraussichtlich überproportional an einer solchen Entwicklung partizipieren. Ein erster bilateraler Workshop mit Volkswagen zur operativen Umsetzung bzw. Fortführung der InTerTrans-Konzepte ist nach Abschluss des Forschungsprojektes bereits erfolgt. Weitere Workshops sind geplant. Parallel zum InTerTrans-Projekt wurde im Rahmen einer Doktorarbeit ein Entscheidungsunterstützungssystem zur taktischen Planung ökoeffizienter Transporte in der Automobilindustrie durch Logistikdienstleister entwickelt, das zukünftig auch operativ zum Einsatz kommen soll. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 186 Das System ermöglicht eine verkehrsträgerübergreifende Planung, fokussiert jedoch auf das Design von Zugsystemen. Kernkomponente ist ein Modell mit dessen Hilfe sowohl Kosten als auch Emissionen optimiert werden können. Die Erkenntnisse des Forschungsprojektes werden zukünftig auch in der Vertriebstätigkeit genutzt und sollen einen Beitrag dazu liefern, dass DB Schenker am Markt als innovativer Dienstleister wahrgenommen wird. Diese vielfältigen Verwertungsmöglichkeiten führen dazu, dass die wirtschaftlichen Erfolgsaussichten als deutlich positiv eingeschätzt werden. 3.4 Fortschritte bei anderen Stellen Auf dem 7. Branchenforum Automobillogistik der Bundesvereinigung Logistik im Januar 2009 in Wolfsburg wurden unter anderem von Bosch, ZF und BMW Ansätze zur Kopplung von Produktions- und Transportplanung vorgestellt, die jedoch wenig wissenschaftliche Tiefe und keine systematische Unterstützung durch IT-Systeme aufwiesen. Sie beschränken sich bisher auf punktuelle Anpassungen des Produktionsprogramms. In aktuellen Veröffentlichungen skizzieren (Scholz-Reiter et al. 2008) grob eine mögliche Integration von Distributionstransport- und Reihenfolgeplanung. (Jin et al. 2008) beschreiben einen weiteren Ansatz mit ähnlicher Zielstellung. Beide Ansätze treffen jedoch zahlreiche Vereinfachungen und die praktische Validierung anhand eines Softwareprototyps in Fallstudien mit Realdaten fehlt vollkommen. 3.5 Erfolgte und geplante Veröffentlichungen des Ergebnisses Die Zielsetzung, verwendete Methodik und die Projektergebnisse wurden am 18. November 2010 dem Fachpublikum im Rahmen einer halbtägigen, öffentlichen Präsentation an der AutoUni in Wolfsburg vorgestellt. Wesentliche Zwischenergebnisse des Projekts wurden in zahlreichen Veröffentlichungen bereits zugänglich gemacht. Eine Auflistung liefert Kapitel 2.7. Der sachliche Gehalt dieses Schlussberichts wird auf den Internetseiten des Projekts, www.inter-trans.eu nach der Endredaktion binnen neun Monaten nach Projektende in digitaler Form veröffentlicht. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 4 Glossar AP Arbeitspaket DB Deutsche Bahn FAST Future Automotive Industry Structure GOM Grundsätze ordnungsgemäßer Modellierung KAP Kundenauftragsabwicklungsprozess LDL Logistikdienstleister JIS Just-in-Sequence JIT Just-in-Time OE Organisationseinheit OEM Automobilproduzent PPS Produktionsplanung und -Steuerung RFID Radio Frequency Identification SCEM Supply Chain Event Management SPE Spätestes Produktionsende TU Technische Universität VTTM Virtuelles Transport- und Terminierungsmodell 187 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 5 188 Quellen 4flow (2007): Dynamische Transportplanung mit 4flow vista. Online verfügbar unter http://www.4flow.de/home/4flow-vista/dyn-transportplanung.html, zuletzt geprüft am 20.05.2009. Alberti, A. 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InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 6 Anhang 6.1 Projektplan InTerTrans 192 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 6.2 193 Argumentationsbilanzen der Verkehrsträger 6.2.1 Einzelwagen + Einzelwaggon Förderung privater Gleisanschlüsse Kosten Hohe Fixkosten Gleisanschluss notwendig Kostenintensive Umschlagvorgänge Flexibler als Ganzzug bei Auftragserteilung und befördertem Volumen Flexibilität Strenge Bindung an Fahrpläne Schwierigkeiten bei Grenzübertritt wegen uneinheitlichen technischen Standards Geringe Netzdichte Leistung Sehr hohe Massenleistungsfähigkeit Niedrige Durchschnittsgeschwindigkeit Für fast alle Güterarten geeignet Höhere Lieferzeit durch umständliche Rangiervorgänge Beförderung von Gütern höherer Dichte möglich Zuverlässigkeit Unabhängig von Sonn- und Feiertagsverkehren Fracht weitgehend unbeaufsichtigt (Diebstahlgefahr) Exakte Fahrpläne Bahngerechte Verpackung notwendig (Rangierstöße) Relativ witterungsunabhängig Durch Rangiervorgänge beeinträchtige Pünktlichkeit Höheres Schadensrisiko durch mehr Umschlagvorgänge Umwelt Geringe Schadstoff- und CO²-Emissionen pro Transportleistung Lokale Lärmprobleme Abbildung 119: Argumentationsbilanz Einzelwaggon 6.2.2 Ganzzug + Ganzzug Kosten - Förderung privater Gleisanschlüsse Hohe Fixkosten Kostenvorteil gegenüber LKW bei großen Transportmengen Gleisanschluss notwendig Kostenintensive Umschlagvorgänge Strenge Bindung an Fahrpläne Transporte müssen frühzeitig eingeplant werden Flexibilität Schwierigkeiten bei Grenzübertritt wegen uneinheitlichen technischen Standards Geringe Netzdichte Sehr hohe Massenleistungsfähigkeit Leistung Für fast alle Güterarten geeignet Beförderung von Gütern höherer Dichte möglich Hohe Pünktlichkeit Zuverlässigkeit Unabhängig von Sonn- und Feiertagsverkehren Exakte Fahrpläne Relativ witterungsunabhängig Umwelt Geringe Schadstoff- und CO²-Emissionen pro Transportleistung Abbildung 120: Argumentationsbilanz Ganzzug Fracht weitgehend unbeaufsichtigt (Diebstahlgefahr) Bahngerechte Verpackung notwendig (Rangierstöße) Höheres Schadensrisiko durch mehr Umschlagvorgänge Lokale Lärmprobleme InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 194 6.2.3 Binnenschiff + Binnenschiff Kosten Geringe spezifische Transportkosten mit steigender Verkehrsleistung Unproduktive Schleusen- und Hafenzeiten Kostententreibender gebrochener Verkehr Hohe Fixkosten Rund um die Uhr einsetzbar Flexibilität Leistung Keine gesetzlichen Fahrbeschränkungen beispielsweise an Sonn- und Feiertagen Umwelt Schiffbarkeit durch Schleusenabmaße beschränkt. Hohe Massenleistungsfähigkeit Keine Haus-zu-Haus-Lieferung möglich Weitere Kapazitäten vorhanden Hohe Lieferzeit Pünktlichkeit im Allgemeinen gegeben Fahrten bei Hochwasser, Niederwasser oder Eis beeinträchtigt Sicherer Transport; auch für Gefahrengüter Zuverlässigkeit Geringe Netzdichte (kleiner als Bahn- und Straßennetz) Höheres Schadensrisiko durch mehr Umschlagvorgänge Niedrige Unfallzahl Sehr niedriger Energieverbrauch pro Transportleistung Niedrige Schadstoff- und Lärmemissionen Abbildung 121: Argumentationsbilanz Binnenschiff 6.2.4 Flugzeug Flugzeug Kosten + Geringere Kapitalbindung durch kurze Transportzeiten Viel höhere Transportkosten als LKW, Bahn oder Binnenschiff Bindung an Flughafenstandorte Beiladefracht hat niedrigere Priorität als Gepäck der Passagiere Flexibilität Nachtflugverbote bzw. -einschränkungen Kurze Transportzeit Leistung Geringe Transportkapazitäten Für zeitkritische Güter mit hohem Wert pro Gewichtseinheit Im Allgemeinen hohe Pünktlichkeit Von Witterungsbedingungen abhängig Sicherheit während des Fluges sehr hoch Höheres Schadensrisiko durch viele Umschlagvorgänge Zuverlässigkeit Sehr hohe Umweltbelastung Umwelt Hohe Lärmemissionen Abbildung 122: Argumentationsbilanz Flugzeug 6.3 Kennzahlendefinitionen Die Definition aller Kennzahlen ist als elektronische Ressource verfügbar. Aufgrund von Struktur und Umfang ist es nicht möglich, sie hier abzudrucken. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 6.4 195 Gesamtprozess Die folgende Darstellung gibt einen Überblick über den komplexen Gesamtprozess. Eine lesbare Version ist elektronisch verfügbar. Abbildung 123: Schaubild Gesamtprozess 6.5 Schnittstellen im Gesamtprozess Konnektor Zweig Entscheidung Das Ergebnis der automatischen Einbauratenerzeugung ist nicht zufriedenstellend. Der Vertrieb entscheidet sich zusätzliche Eigenschafteneinbauraten manuell zu prognostizieren und beginnt den Prognoseprozess neu mit der erweiterten Anforderung des Pla1 a nungsgerüsts. Der Vertrieb ist mit dem Ergebnis der Prognose nicht zufrieden und will seine Prognose basierend auf dem bestehenden Planungsgerüst b korrigieren. c Das Ergebnis der automatischen Einbauratenerzeugung ist nicht zufriedenstellend. Der Vertrieb entscheidet passt das Regelwerk zur automatischen Einbauratenerzeigung an und startet diese erneut (z. B. Einschränkung oder Erweiterung des Historien-Zeitraums als Referenz zur Einbauratenerzeugung). d Der Vertrieb ist mit der Prognose und den automatisch generierten Einbauraten einverstanden und gibt die Planung frei. c Ändern sich die Grundlagen der Werkszuordnung, die Rahmenbedingungen der Logistik (bspw. Distributionszeiten) oder das Auftragsvolumen beginnt ein vollständiger VTTM-Lauf. Haben sich nur die Einbauraten verändert, die aber auf bestehende Planaufträge projeziert werden können, beginnt der Einstieg in den VTTM-Lauf mit der Spezifizierungbzw. Umspezifizierung der Planaufträge. Produkte, Eigenschaften und Eigenschaftenkombinationen haben eine zeitliche Gültigkeit. Werden an bestehenden Planaufträgen einzelne Eigenschaften gewechselt oder hat eine Änderung der Verbindlichkeit einzelner Aufträge stattgefunden (Planungsstände wurden bspw. an Dritte übermittelt), ist das resultierende Gültigkeitsintervall neu zu bestimmen. d Haben sich bspw. nur einzelne Stücklisten verändert muss eine neue Teilebedarfsrechnung angestoßen werden. 2 a b InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts e 3 a b c 4 a b 5 a b 6 a b 7 a Letzte Stufe des VTTM-Laufs ist die Auftragssequenzierung und Simulation. Diese muss bei jeder Modellanpassung oder Auftragsänderung erfolgen. Bei einem VTTM-Lauf, der nicht im Simulationsmodus ausgeführt wurde und der zu freigabepflichtigen Änderungen (welche bspw. über automatisierte kennzahlenbasierte Ermittlung erkannt werden) geführt hat wird ein Freigabeprozess mit Start in der werksübergreifenden Programmplanung angestoßen. Bei Mapping bzw. Neueinplanung eines Kundenauftrags im VTTM werden Einplanungsdetails an Vertrieb oder Handel übermittelt. Bei nicht freigabepflichtige Änderungen im VTTM (bspw. Wechsel einer Eigenschaft ohne Auswirkungen auf die Sequenz) wird der Planungsstand automatisiert freigegeben. Effizienzpotenzial / Neugeschäft identifiziert Kein Effizienzotenzial / Neugeschäft identifiziert Der Planungsstand des VTTM wird von der werksübergreifenden Programmplanung nicht freigegeben und Regelanpassungen werden vorgenommen (bspw. Anpassungen von Volumen in einzelnen Standorten). Der Planungsstand des VTTM wird von der werksübergreifenden Programmplanung freigegeben. Potenzial / aktualisierter Transportplan kann mit eigenen Kapazitäten gehoben / realisiert werden. Dritte müssen nicht informiert werden. Zur Umsetzung des Transportplans verändert sich der Kapazitätsbedarf von Dritten. Interne Beschaffung hat negatives Ergebnis. Z.B. bei Kenntnis von Preisen oder fehlender Kapazität am Markt. b Es wird zusätzliche Kapazität von Dritten benötigt oder Dritten soll eine Prognose über den Transportbedarf übermittelt werden. Es muss zusätzliche Kapazität beschafft werden. Der Kapazitätsbedarf ist abgedeckt, es wird lediglich eine Prognose übermittelt. 9 a Der VTTM-Planungsstand wird auf Werksebene nicht freigegeben und es werden Anpassungen an der Kapazitätsplanung vorgenommen (z. B. neue Schichtplanung). b 8 a b 196 Der VTTM-Planungsstand wird auf Werksebene aus Sicht der Kapazitätsplanung freigegeben. b 11 a b Der eingeplante Auftrag wurde vom Handel spezifiziert. Einplanungsdetails werden dem Handel zur Prüfung zur Verfügung gestellt. Der eingeplante Auftrag wurde vom Vertrieb spezifiziert. Einplanungsdetails werden dem Vertrieb zur Prüfung zur Verfügung gestellt. Das Potenzial / Neugeschäft kann realisiert werden. Das Potenzial / Neugeschäft kann nicht realisiert werden. 12 a b Der Handel storniert den Auftrag aufgrund der Einplanungsdetails (z. B. zu lange Lieferzeit). Der Auftrag wird vom Handel freigegeben. 10 a InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 13 a b 14 a b 15 a b 16 a b 17 a b 18 a b c 19 a b 20 a b c d 21 a b c d 22 a b 23 a b 24 a b 25 a b 197 Der Vertreib storniert den Auftrag aufgrund der Einplanungsdetails (z. B. zu lange Lieferzeit). Der Auftrag wird vom Vertrieb freigegeben. Der VTTM-Planungsstand wird auf Werksebene nicht freigegeben und es werden Anpassungen an Sequenzierungsregeln vorgenommen. Der VTTM-Planungsstand wird auf Werksebeneaus Sicht der Sequenzierung freigegeben. Konflikt erfordert Neuplanung in VTTM Konflikt ist klein und kann durch operative Maßnahmen gelöst werden Konflikt soll durch Planung gelöst werden Konflikt kann ignoriert werden Bei Vertriebsaufträgen kann es sich auch um Volumenbestllungen handeln, so dass ein anschließender Freigabeprozess erforderlich ist. Es sind keine weiteren Freigabeprozesse erforderlich. Keine weiteren Maßnahmen notwendig Operative Reaktion notwendig Planung in VTTM notwendig UND-verknüpfung UND-verknüpfung Wurden durch einen VTTM-Lauf Einplanungsparameter von Händleraufträgen verändert werden diese Änderungen übermittelt. (UND-Verknüpfung) Wurden durch einen VTTM-Lauf Einplanungsparameter von Vertriebsaufträgen verändert werden diese Änderungen übermittelt. (UND-Verknüpfung) Der VTTM-Planungsstand ist freigegeben (UND-Verknüpfung) Aktualisierte Teilebedarfe werden an Lieferanten übermittelt (UNDVerknüpfung) Kein Szenario geeignet, Neuplanung notwendig Ausgewähltes Szenario erfordert keine Abstimmung mit Partnern Ausgewähltes Szenario erfordert Neuplanung Abstimmung mit LDL notwendig Signifikant von alten Planwerten abweichende Vorschau erfordert Überplanung. Signifikant von alten Planwerten abweichende Vorschau erfordert keine Überplanung. Überplanter Transportplan erfordert keine Beschaffung zusätzlicher Kapazitäten oder kein umsetzbarer Transportplan. Überplanter Transportplan erfordert Beschaffung zusätzlicher Kapazitäten. Es muss zusätzliche Kapazität beschafft werden. Der Kapazitätsbedarf ist abgedeckt, es wird lediglich eine Prognose übermittelt. Es muss zusätzliche Kapazität beschafft werden. Der Kapazitätsbedarf ist abgedeckt, es wird lediglich eine Prognose übermittelt. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 26 a b 27 a b c 28 a b 29 a b 30 a Immer bei signifikanten Änderungen im Transportplan. Immer bei signifikanten Änderungen im Transportplan, in die Dritte eine Rolle spielen. Die übermittelte Vorschau kann nicht kontraktgemäß transportiert werden. Die übermittelte Vorschau kann kontraktgemäß eingeplant werden. Die Überplanung führt zu Ineffizienzen im Transportnetz. Ausschreibung wird bearbeitet. Aus verschiedenen Gründen wird die Ausschreibung nicht bearbeitet, z. B. wegen strategische Entscheidungen. Potenzial / aktualisierter Transportplan kann mit eigenen Kapazitäten gehoben / realisiert werden. Dritte müssen nicht informiert werden. Zur Umsetzung des Transportplans verändert sich der Kapazitätsbedarf von Dritten. Interne Beschaffung hat negatives Ergebnis. Z.B. bei Kenntnis von Preisen oder fehlender Kapazität am Markt. b Es wird zusätzliche Kapazität von Dritten benötigt oder Dritten soll eine Prognose über den Transportbedarf übermittelt werden. Es muss zusätzliche Kapazität beschafft werden. Der Kapazitätsbedarf ist abgedeckt, es wird lediglich eine Prognose übermittelt. An der Ausschreibung wird teilgenommen. An der Ausschreibung wird nicht teilgenommen. Z.B. wegen fehlender Kapazität. c 33 a b c d e Die Ausschreibung führt zu Ineffizienzen im Transportnetz. Es ist zu prüfen, ob diese eliminiert werden können. Angebot soll durch Simulation überprüft werden Angebot unzureichend, neues Szenario muss erstellt werden Angebot akzeptieren Angebot unzureichend, Auswahl eines anderen Szenarios Das Angebot des LDL wird abgelehnt. 34 a Der Planungsstand des VTTM-Szenarios wird von der werksübergreifenden Programmplanung nicht freigegeben und Szenarioanpassungen müssen vorgenommen werden. b 31 a b 32 a b 35 a Der Planungsstand des VTTM-Szenarios wird von der werksübergreifenden Programmplanung freigegeben. Der Planungsstand des VTTM-Szenarios wird auf Werksebene nicht freigegeben und Szenarioanpassungen müssen vorgenommen werden. 36 a Der Planungsstand des VTTM-Szenarios wird auf Werksebene aus Sicht der Kapazitätsplanung freigegeben. Der Planungsstand des VTTM-Szenarios wird auf Werksebene nicht freigegeben und Szenarioanpassungen müssen vorgenommen werden. b 37 a Der Planungsstand des VTTM-Szenarios wird auf Werksebeneaus Sicht der Sequenzierung freigegeben. UND-verknüpfung b 198 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts b c 38 a b c 39 a UND-verknüpfung UND-verknüpfung UND-verknüpfung UND-verknüpfung UND-verknüpfung Das Logistikszenario wird in die aktive Planung übernommen. b Neue Logistikszenarien werden ausgewählt und untersucht wenn in der Umsetzungsplanugn Hindernisse auftauchen. c Das Logistikszenario wird angepasst wenn in der Umsetzungsplanung Hindernisse auftauchen. 199 InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 6.6 200 XML-Schnittstelle <?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?> <schema xmlns="http://www.w3.org/2001/XMLSchema" targetNamespace="http://www.example.org/Schnittstelle xmlns:tns="http://www.example.org/Schnittstelle 4Flow OTD-Net" elementFormDefault="qualified" xmlns:Q1="OTD-Net"> <element name="Model"> <annotation> <documentation> Alle Ids im Modell müssen denselben Nummernkreis haben. </documentation> </annotation> <complexType> <annotation> <documentation></documentation> </annotation> <sequence> <element name="Plant" maxOccurs="unbounded" minOccurs="1"> 4Flow OTD-Net" InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 201 <annotation> <documentation> Identifikation der Werke </documentation> </annotation> <complexType> <sequence> <element name="Name" type="string" maxOccurs="1" minOccurs="1"></element> <element name="Id" type="http://www.example.org/Schnittstelle 4Flow Q1:LocationId" maxOccurs="1" minOccurs="1"></element> </sequence> </complexType> </element> <element name="Dealer" maxOccurs="unbounded" minOccurs="1"> <annotation> <documentation> Identifikation der InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 202 Händler/Zielbahnhöfe/Zielhäfen </documentation> </annotation> <complexType> <sequence> <element name="Name" type="string" maxOccurs="1" minOccurs="1"></element> <element name="Id" type="http://www.example.org/Schnittstelle 4Flow Q1:LocationId" maxOccurs="1" minOccurs="1"></element> </sequence> </complexType> </element> <element name="Supplier" maxOccurs="unbounded" minOccurs="0"> <annotation> <documentation> Identifikation der Zulieferer </documentation> </annotation> InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 203 <complexType> <sequence> <element name="Name" type="string" maxOccurs="1" minOccurs="1"></element> <element name="Id" type="http://www.example.org/Schnittstelle 4Flow Q1:LocationId" maxOccurs="1" minOccurs="1"></element> </sequence> </complexType> </element> <element name="TransitionPoint" maxOccurs="unbounded" minOccurs="0"> <annotation> <documentation> Identifikation der Umschlagspunkte </documentation> </annotation> <complexType> <sequence> InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 204 <element name="Id" type="http://www.example.org/Schnittstelle 4Flow Q1:LocationId" maxOccurs="1" minOccurs="1"></element> </sequence> </complexType> </element> <element name="Product" maxOccurs="unbounded" minOccurs="1"> <annotation> <documentation> Identifikation der Produkte/Teile </documentation> </annotation> <complexType> <sequence> <element name="Name" type="string" maxOccurs="1" minOccurs="1"></element> <element name="id" type="http://www.example.org/Schnittstelle 4Flow Q1:ProductId" maxOccurs="1" minOccurs="1"></element> </sequence> InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 205 </complexType> </element> <element name="Transportrelation" maxOccurs="unbounded" minOccurs="1"> <annotation> <documentation> Definition der Transportverbindungen </documentation> </annotation> <complexType> <sequence> <element name="Source" type="http://www.example.org/Schnittstelle 4Flow Q1:LocationId" maxOccurs="1" minOccurs="1"> <annotation> <documentation> Startpunkt der Verbindung (Id des zugehörigen Standortes angeben) InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 206 </documentation> </annotation></element> <element name="Destination" type="http://www.example.org/Schnittstelle 4Flow Q1:LocationId" maxOccurs="1" minOccurs="1"> <annotation> <documentation> Zielpunkt der Verbindung (Id des zugehörigen Standortes angeben) </documentation> </annotation></element> <element name="Capacity" type="double" maxOccurs="1" minOccurs="1"> <annotation> <documentation> Kapazität des Transportmittels (Volumen) </documentation> </annotation></element> InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 207 <element name="OnDemand" type="boolean" maxOccurs="1" minOccurs="1"> <annotation> <documentation> Fährt der Transport auf Abruf oder nach Fahrplan. </documentation> </annotation></element> <element name="ScheduleFrequency" maxOccurs="1" minOccurs="0"> <annotation> <documentation> Welche Transportfrequenz liegt bei einem Fahrplantransport vor (möglich sind "daily", "weekly", "monthly", "yearly")? 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Die Prognosen beziehen sich auf einen Zeitraum, der später zum Produktionstermin rückwärtsterminiert werden muss. Also wird pro Absatzregion und Werk zusätzlich die Planzeit der Auftragsauslieferung benötigt, die sich auf den Zeitraum der Prognose bezieht. Der Zeitraum der Prognose dient außerdem als Referenz für die Prognose, wenn nach der Planauftragserzeugung die Prognose und damit die dazugehörigen Planaufträge geändert werden müssen. Fehlende Eigenschaften werden anschließend im VTTM anhand von Statistiken und Kombinatorik erzeugt, wobei auch ein Plausibilitätscheck stattfindet. So muss zum Beispiel die Summe der Verbauraten von „Konsole im Fahrzeughimmel“ und „Schiebedach“ kleiner als 100 % sein, da der Verbau einer Konsole nicht mehr möglich ist, sobald ein Schiebedach eingebaut wurde. Für diese Erzeugung der Eigenschaften müssen die Historiendaten über die Eigenschaften vorliegen. Außerdem existiert, wie weiter unten beschrieben, die Möglichkeit, Eigenschaften zu kategorisieren, um die automatische Ergänzung anpassen zu können. Diese Kategorien müssen definiert und die Kriterien für die Erzeugung von Planaufträgen skizziert werden. Änderungen der Prognosen aufgrund von aktuellen Informationen müssen zu Anpassungen der aus den Prognosen erzeugten Planaufträgen führen. Diese wurden über den Bezugszeitraum der Prognose referenziert und können so einer konkreten Prognose zugeordnet und angepasst werden. Neuerungen durch InTerTrans Vollständige Prognose liegt frühestmöglich in maximaler Detaillierung vor und kann für abgeleitete Planungen verwendet werden. Durch die Planauftragserzeugung kann so früh wie möglich mit echten Aufträgen gearbeitet und alle sich daraus ergebenden Vorteile der Planungsdetaillierung genutzt werden. 6.7.2 Handel: Datenbedarfe und Aktivitäten Kundenauftragseingang Liegt beim Handel ein neuer Kundenauftrag vor, muss dieser der VTTM übermittelt werden. Wichtige Daten sind hierbei der Zielhändler, die vollständig spezifizierte Produktklasse inklusive Anpassungsflexibilitäten bezogen auf einzelne Eigenschaften (z. B. Ersetzung eines Radios InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 213 durch ein Radio mit Navigationsgerät möglich) und der gewünschte Auslieferzeitraum. Eine Priorisierung für besonders wichtige Bestellungen kann auch vorgenommen werden. Abhängig vom Zielhändler und dem gewünschten Auslieferzeitraum wird der Auftrag nun auf einen Produktionstermin rückwärtsterminiert und mit den vorhandenen Planaufträgen verglichen. Hierbei besteht die nachfolgend beschriebene Möglichkeit die Methode zur Ersetzung von Planaufträgen auszuwählen (siehe Kapitel 0). Der Kundenauftrag ersetzt schließlich den passendsten Planauftrag. Die Verbindlichkeit des Auftrags steigt damit automatisch und der Einplanungszeitraum wird angepasst. Je nach Prozessdefinition kann es außerdem zu einer Anpassung der dazugehörenden Prognose kommen. Neuerungen durch InTerTrans Durch eine Ersetzung von Planaufträgen durch Kundenaufträge wird gewährleistet, dass die Planungsgüte einerseits zeitlich und andererseits bezogen auf den Inhalt des Auftrages genau gemessen und bewertet werden kann. Eine solche Güte bietet die Grundlage zur Verbesserung der Planungsgenauigkeit. 6.7.3 Werk- und Fahrzeugsteuerung Die Organisationseinheit Fahrzeugsteuerung jedes einzelnen Produktionswerks hat zur Aufgabe, die Fahrzeugaufträge in eine optimale Reihenfolge zu bringen. Der Terminierungsprozess von InTerTrans sieht hierfür eine 2-stufiges Verfahren vor. Zuerst wird eine Grobsequenz erstellt, um Aufträge innerhalb von großen Zeiträumen und zwischen Werken verschieben zu können, mit dem Zweck eine geglätteten Eigenschaftenmix zu erzeugen und die taktische Transportplanung zu berücksichtigen. Die Grobsequenz wird hierbei von Restriktionen und Gültigkeitsfenstern gesteuert deren Erstellung in folgendem Abschnitt erläutert wird. Darauffolgend wird auf die Feinsequenzierung eingegangen und schließlich die Neuerungen zusammengefasst. Ableitung des Regelbedarfs für die Primärsequenzierung Bei der Grobsequenzierung geht es um die Anordnung von Aufträgen zu einer Sequenz, so dass Folgendes gilt: 1. Die Gültigkeitszeiträume der Aufträge müssen eingehalten werden 2. Die Aufträge müssen möglichst nah an ihrem geplanten Fertigstellungstermin liegen 3. Keine harte Fertigungsrestriktion darf verletzt werden 4. Die Anzahl an Verletzungen von weichen Fertigungsrestriktionen muss minimiert wird 5. Die Anzahl an Verletzungen von Transportrestriktionen muss minimiert wird 6. Gleichmäßige Verteilung von Fahrzeugvolumen zwischen den Werken Die Gültigkeitszeiträume leiten sich einerseits aus den Baubarkeitsregeln der Auftragserzeugung und andererseits aus der Verbindlichkeit des Auftrages ab. Es müssen also die Baubarkeitsregeln und die Gültigkeitszeiträume pro Verbindlichkeitsstaus von der OE definiert werden. Die Baubarkeitsregeln werden hierbei von technischen Gegebenheiten, von Ver- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 214 triebsvorschriften und von Zeiträumen in denen bestimmte Eigenschaften verfügbar sind beeinflusst und haben eine zeitliche Gültigkeit. Die Länge der Gültigkeitszeiträume sollte so definiert sein, dass zum einen ausreichend Platz für eine optimale Einplanung und zum anderen genug Stabilität der Reihenfolge gewährleistet wird. Je verbindlicher ein Auftrag desto kürzer das Intervall. Harte Restriktionen sind Restriktionen der Produktion, beziehen sich also auf einen technischen Engpass, weiche Restriktionen hingegen sind auf eine gleichmäßige Auslastung der Arbeitsstationen ausgerichtet. Da auf der Ebene der Primärsequenzierung noch keine genaue Berücksichtigung der einzelnen Restriktionen im Wechselspiel stattfinden soll, müssen Regeln formuliert werden, die auf einzelne Eigenschaften bezogen gewährleisten, dass innerhalb eines Zeitraums eine bestimmte Anzahl an Aufträgen mit der restriktiven Eigenschaft eingehalten wird. Diese Restriktionen sind allerdings abhängig von der tatsächlichen Anzahl einer bestimmten restriktiven Eigenschaft, die in einem Zeitraum vorkommt. Da die Anzahl von vorne herein aber mangels Sequenz nicht deterministisch vorliegt, wird sie auf Basis der Einplanungszeiträume jedes Auftrages der diese Eigenschaft enthält berechnet (siehe Abbildung 124). Die Summe der möglichen Eintrittswahrscheinlichkeiten der Eigenschaften wird über alle Aufträge gebildet, dessen Zeiträume sich überschneiden und die betreffende Eigenschaft enthalten. Mittels eines Umplanungsschwellenwertes wird die Summe anschließend in Gültgkeitszeiträume einer Restriktion unterteilt. Der Schwellwert ist dabei so gewählt, dass es sich bei einer Überschreitung für den Planer lohnt, die Station, die die Eigenschaft einbauen wird, mit zusätzlichen Ressourcen zu versehen und so die Restriktivität zu verbessern. Für jeden dieser Bereiche wird dann mittels des prozentualen Anteils an Eigenschaften im Zeitraum und den benötigten Bearbeitungszeiten eine Personal-/Ressourcen- und Taktzeitplanung durchgeführt, um die konkrete Regel abzuleiten. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 215 Anteil der Eigenschaft o in % pro Einplanungsfenster Umplanungsschwellwert t & -Personalplanung -Ressourcenplanung -Taktzeiten -Bearbeitungszeiten Keine Restriktion & -Personalplanung -Ressourcenplanung -Taktzeiten -Bearbeitungszeiten Ho:No-Regel % Anteil % Anteil Abbildung 124: Restriktionsherleitung aus Einplanungszeiträumen Für die harten Restriktionen ergeben sich hier Maximumregeln, die ausschließlich aus der Kapazität der Maschine hergeleitet werden können, die die jeweilige Regel begründet. Die weichen Restriktionen müssen auf Basis der vorhandenen Auftragsmasse selbst erstellt werden (s.o.), da sie von der konkreten Einteilung von Arbeitern und Ressourcen zu Arbeitsstationen abhängen. Die Arbeitsstationen wiederum hängen von der Anzahl an Aufträgen mit der konkreten Eigenschaft ab. Kommt eine Eigenschaft häufig vor, wird die Station an der diese eingebaut wird so ausgestattet, dass sie den Bedarf auch erfüllen kann. Die Aufträge werden wie oben beschrieben für einen bestimmten Zeitraum, basierend auf ihren Einplanungszeiträumen, zusammengefasst und analysiert. Je nach Häufigkeit des Vorkommens einzelner Eigenschaften findet dann eine grobe, virtuelle Ressourcenplanung statt, um dann die Restriktionen ableiten zu können. Die Transportrestriktionen werden auf Basis der bereits vorhandenen Informationen über das vorliegende Transportnetz zusammengestellt. Hierbei geht es darum, genügend Aufträge eines Zieles in einem Zeitraum zu Verfügung zu stellen, so dass ein bestimmtes Transportmittel (bspw. ein Ganzzug) ausgelastet werden kann. Die Regeln haben dann die Form: Menge X an Aufträgen mit Ziel Y in Zeitraum Z. Die Menge X entspricht der Kapazität des Transportes, das Ziel ergibt sich aus dem Transportnetz und der Zeitraum berechnet sich aus dem Abfahrtszeitraum als untere Grenze und dem Abfahrtszeitraum abzüglich der Kapazität multipliziert mit einer Konstanten und der Taktzeit als obere Grenze. So steht jedem Transportmittel abhängig von seiner Kapazität ein verschieden großer Zeitraum zur Verfügung. Die Abfahrtszeiten und Kapazitäten der Transportmittel ergeben sich aus einer Bestimmung des Engpasstransportes in einer Transportkette und der Rückwärtsterminierung des Zeitpunktes mittels Planzeiten. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 216 Ableitungen des Regelbedarfs für die Feinsequenzierung Für die Sequenzierung existieren in Wissenschaft und Praxis verschiedene Ansätze, welche bereits in Arbeitspaket 1.3 behandelt wurden: Mixed-Model Sequencing: Um eine Reduzierung von Überlastungen zu schaffen, werden detailliert diverse Eigenschaften der Fließline und der Arbeitsstationen berücksichtigt. Car-Sequencing: Eine Reduzierung von Überlastungen wird durch Regeln erreicht, welche die Häufigkeit eines Merkmals innerhalb einer Sequenzlänge beschränken (bspw. Ho:NoRegel). Level-Scheduling: Hier wird ein gleichmäßiger Materialabgang und somit ein Just-in-TimeVerbrauch angestrebt. Hier soll beispielhaft auf die Ho:No-Regeln des Car-Sequencing eingegangen werden. Dies wird dadurch motiviert, dass dieses Verfahren in der Automobilindustrie gängige Praxis ist und die Datengrundlage in der Regel vorliegt. In den folgenden Abschnitten wird zuerst auf die Regelerstellung für die Produktion eingegangen. Schließlich werden beispielhaft transportrelevante Produktionsrestriktionen für die Beschaffungslogistik erarbeitet. Zuletzt wird für die Distributionslogistik ein Konzept der Integration auf Basis eines Transportplanes vorgestellt. Produktion Ho:No-Regeln sind in der heutigen Fahrzeugsteuerung nur für produktionsrelevante Faktoren vorhanden. Diese definieren beispielsweise die Anzahl an Navigationssystemen oder spezifischen Motorisierungen in einer bestimmten Menge an Fahrzeugen. Beispiel: Ho:No-Regel für Teil X= 3:7 Legende: Ho: Anzahl an Fahrzeugen mit einer spezifischen Option (höherer Taktzeit) No: Menge an Fahrzeugen einer Teilsequenz Aussage: „3 von 7 Fahrzeugen dürfen Teil X verbaut haben, ohne eine Überlastung in der Montagestation zu generieren“ Ebenso wie auf der Ebene der Primärsequenz gibt es hier die Unterscheidung zwischen harten Restriktionen, die aus technischen Gründen auf jeden Fall eingehalten werden müssen, und weichen Restriktionen die für die gleichmäßige Auslastung bzw. die Minimierung von Überlastungen von Arbeitsstationen bestimmt sind. Die Regeln haben eine zeitliche Gültigkeit und beziehen sich immer auf einzelne Eigenschaften. Zur Bereitstellung der Regeln wird auf die primärsequenzierte Auftragsreihenfolge zurückgegriffen. Für einen bestimmten Zeitraum können die Regeln abhängig von der Taktzeit, dem zusätzlichen zeitlichen Aufwand für die Installation einer Eigenschaft gegenüber den anderen und den für den Einbau eingeplanten Ressour- InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 217 cen bestimmt werden. Die Ressourcen und die Taktzeit ergeben sich wiederum aus der konkreten Auftragszusammensetzung bzw. der Auftragsmassen in dem betrachteten Zeitraum. Die zeitliche Gültigkeit der Restriktionen ergibt sich dann z. B. aus einer Unstetigkeit im zeitlichen Verlauf in den Einbauraten verschiedener Eigenschaften, die einen Einsatz von weniger Ressourcen zum Einbau dieser Eigenschaften begründen. Beschaffungslogistik Ein Weg, um ein integriertes Konzept von Transportplanung und Terminierung zu erarbeiten ist es, in der Terminierung logistische Größen in Form von Restriktionen zu berücksichtigen. Relevante logistische Parameter wurden bereits in Arbeitspaket 3.2 erarbeitet. Durch ein Einbinden dieser logistischen Parameter in die Terminierung wird eine frühere Berücksichtigung des Transportnetzes ermöglicht, wodurch die Effizienz der Transporte gesteigert und das Einsetzen optimaler Transportkonzepte und Verkehrsmittel erlaubt wird. Der Materialstrom in der Beschaffungslogistik ist durch große Schwankungen bezüglich des Bedarfs gekennzeichnet. Diese stammen vorwiegend von der hohen Anzahl an individuellen Auswahl- und Ausstattungsmöglichkeiten, welche ein Kunde in der Automobilindustrie hat. Um mittels Ho:No-Regeln die Transporte zu optimieren und überhaupt die Baubarkeit eines Auftrages zu gewährleisten, muss eine zeitliche Verschiebung (Pulkung, Glättung) des Materialbedarfs in der Produktion vorgenommen werden. Für die Definition von Ho:No-Regeln für den Beschaffungsbereich ist zuallererst eine Stücklistenauflösung aller Aufträge des Betrachtungszeitraums erforderlich. Mit dieser können die Teilebedarfe errechnet und diese den verschiedenen Zulieferern zugeordnet werden. Auf einer solchen Basis können die Teile und damit Eigenschaften identifiziert werden, deren Einplanung zu Engpässen aufgrund von Zuliefererkapazitäten führen kann. Um den direkten Bezug von kritischen teile zu Eigenschaften herzustellen, werden für diese virtuelle Eigenschaften angelegt, die ausschließlich der Sequenzierung dienen. Diese werden dann in zwei Gruppen unterteilt: 1. Glättungseigenschaften: Die Eigenschaften dieser Gruppe kommen regelmäßig und sehr häufig vor. Hierunter fällt ein Großteil der Eigenschaften. Diese Eigenschaften müssen, um eine durchgängige Teileversorgung sicherzustellen geglättet, werden. Dies geschieht indem Sequenzierungsregeln der Form Ho:No abgeleitet werden. Hierfür wird die maximale Taktzeit a des Zulieferers, die zwischen der Erstellung zweier Teile vergeht, mit der Taktzeit b des belieferten Werkes verglichen. Die Regel errechnet sich dann wie folgt: 2. Blockungseigenschaften: Eigenschaften dieser Gruppe kommen so selten vor, dass eine Blockung sinnvoll erscheint um beispielsweise anstelle eines Gebietsspediteurs einen Direkttransport für diese Teile einzusetzen. Die Blockgröße ergibt sich aus der Kapazität des Transportmittels. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 218 Distributionslogistik Im Gegensatz zur Beschaffungslogistik reduziert sich in der Distributionslogistik die Anzahl an verschiedenen Ladeeinheiten lediglich auf das zu versendende Fahrzeug. Ein weiterer Unterschied besteht darin, dass die auszuliefernden Fahrzeuge nicht an einem Punkt gesammelt werden, wie das Liefermaterial in der Beschaffungslogistik, sondern zu mehreren Zielorten transportiert werden. Diese Zielorte sind im Transportnetz durch Relationen verknüpft, welche durch die Abfahrtszeit beim OEM, einem Zielort und einer Transportkapazität beschrieben werden (siehe Abbildung 125). Abfahrtszeit X Abfahrtszeit Y Abfahrtszeit Z Transportkapazität X Zielort X Zielort Y Transportkapazität Y Transportkapazität Z Zielort Z Abbildung 125: Relevante Parameter einer Relation Die Abfahrtszeit auf einer Relation stellt einen wichtigen Parameter dar. Damit jene Fahrzeuge, welche einem Zielort zugewiesen sind, auch mittels eines definierten Transports versendet werden können, müssen diese zu einer bestimmten Zeit gefertigt worden sein. Um nun Aufträge einer Abfahrtszeit zuweisen zu können, kann z. B. eine Transportoptimierung vorgenommen werden, die eine optimale Zuordnung von Aufträgen zu Transporten unter Berücksichtigung des Kundenwunschtermins durchführt. Aufgrund der Zuweisung von Fahrzeugen auf eine Relation wird ersichtlich, dass hier eine Glättung über Zielorte nicht zielführend ist. Hier würden zum einen die Bestände beim OEM vergrößert werden und zum anderen würden die Transportkapazitäten nicht hinreichend ausgenützt werden. Um eine hohe Kapazitätsauslastung zu erreichen, ist somit die Einplanung von Fahrzeugen mit demselben Zielort in zeitlicher Nähe notwendig. Hierzu werden diese Aufträge mit einem spätesten Fertigstellungstermin versehen, um einerseits nahe am Abfahrtszeitpunkt der Relation zu liegen und andererseits hohe Bestandskosten zu vermeiden. Dieser späteste Fertigstellungtermin geht als Optimierungskriterium in die Feinsequenzierung ein. Die bisherigen Zielkriterien werden um folgende Bestimmungen erweitert: - Minimierung der Summe der Takte zwischen dem Fertigstellungstermin und dem spätesten Fertigstellungstermin und - Minimierung der Anzahl an Aufträgen die nach ihrem spätesten Termin gefertigt werden. Durch eine Blockung von Aufträgen nahe ihrem spätesten Fertigstellungstermin wird außerdem eine Ausweitung von Bahn- und Schiffstransporten gegenüber einer Lkw-Nutzung möglich, da so die Aufträge in kürzerer Zeit gesammelt und die Verkehrsmittel mit wesentlich höherer Kapazität ausgelastet werden können. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 219 Neuerungen durch InTerTrans Transportrelevante Produktionsrestriktionen helfen der Transportplanung effiziente Transportkonzepte und Verkehrsmittel zu verwenden. Aufgrund einer möglichen Glättung des Materialbedarfs in der Beschaffungslogistik und einer Pulkung von Aufträgen für die Distributionslogistik kann die Effizienz erhöht werden. Der Fokus auf der Seite der Beschaffungslogistik liegt darin, Ausstattungsvarianten in der Sequenzierung zu glätten. Bei der Distributionslogistik liegt der Schwerpunkt darin, einen Pool von Fahrzeugen zu schaffen, welche mindestens dieselbe Zwischenstation einer Relation anfahren. Hierbei muss der rückwärtsterminierte Zeitpunkt auf die Zwischenstation bzw. auf den Abfahrtszeitpunkt übereinstimmen. 6.7.4 Logistik Transportplanung Die Organisationseinheit Logistik ist für den gesamten Umfang der Transportplanung verantwortlich. Hier werden unter anderem Transportkonzepte, Anlieferkonzepte oder das Behältermanagement definiert. Im Rahmen von InTerTrans wird neben der VTTM eine mittelfristige Transportplanung eingeführt, welche frühzeitig auf eventuelle Veränderungen reagieren kann. Diese Anpassungen können durch Materialbedarfsänderungen notwendig werden, um die Effizienz der Verkehrsmittel hoch zu halten. Genauere Definitionen zu der Struktur und den Prozessen der Transportplanung werden im Arbeitspaket 2.2 gegeben. Aufgrund von Vorlaufzeiten bei der Transportnetzanpassung und Fokussierungen auf produktionsrelevante Sequenzierungskriterien, werden Materialbedarfsschwankungen generiert, welche zu Ineffizienzen in der Logistik führen können. Logistische Parameter, welche in Arbeitspaket 3.2 definiert wurden, sollen dabei helfen das bestehende Transportnetz in der Terminierung zu berücksichtigen. Relation (Zielort, Abholort), Zeit (Anlieferzeit, Abholzeit) und Transportkapazität sind die wichtigsten logistischen Parameter für die Terminierung. Die geplanten Transporte des OEM sind in einem Fahrplan erfasst. Dieser wird nach jeder Neuplanung des Produktionsprogramms angepasst. Ist neues Produktionsvolumen hinzu gekommen, werden neue Transporte eingeplant. Wurde Produktionsvolumen reduziert, werden Transporte gestrichen. In beiden Fällen kann es auch zu Verschiebungen anderer Transporte kommen. Bei der Anpassung des Fahrplans wird jedoch darauf geachtet, dass die Ergebnisse vorheriger Planungsläufe nicht zu stark verändert werden. Gemessen wird diese Größe anhand der Einhaltung der Auftragssequenz. Eine mittelfristige Transportplanung bekommt sequenzierte Aufträge als Eingangsgröße vorgegeben. Als Optimierungskriterium wird die Abweichung der Transporte von der Sequenz hinzugefügt und gewichtet. Bei fortlaufender Iteration der Planung mit der Terminierung wird dieses Ziel immer stärker gewichtet, so dass der Optimierungsvorgang konvergieren kann. Neuerungen durch InTerTrans Einführung einer mittelfristigen Transportplanung auf Basis einer Sequenz Berücksichtigung von logistischen Parametern in der Terminierung InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 220 6.7.5 Logistik Werk Im Folgenden werden die Aufgaben der Werkslogistik im Terminierungsprozess beschrieben. Outbound In der Distribution werden die Aufträge (Plan-und Kundenaufträge) auf Basis der Sequenz auf die geplanten Transporte gebucht. Hierdurch wird eine reihenfolgeabhängige Transportoptimierung ermöglicht und die Eingabegrößen für die Reihenfolgeplanung bereitgestellt. Die reihenfolgeabhängige Distributionsplanung ermöglicht es Optimierungspotenzial zu erschließen, das durch eine Disharmonie der Auftragsreihenfolge und der Transporte entsteht. Sie stellt hiermit neben der transportorientierten Reihenfolgeplanung die zweite Möglichkeit dar dieses Problem zu beheben. Die Transportplanung teilt sich hierbei in die taktische und die operative Planung auf. Taktisch werden die Routen, Verkehrsmittel, Transportkonzepte, Frequenzen und Kapazitäten festgelegt, während operativ nur noch die Aufträge auf die vorliegenden Routen und Transporte verteilt werden. Evtl. können außerdem minimale Anpassungen der Abfahrtszeiten aber LkwKapazitäten vorgenommen werden. Die Anpassungsmaßnahmen und Optimierungsspielräume sind abhängig von dem zeitlichen Vorlauf und müssen von der Logistik in der VTTM hinterlegt werden. Die Reihenfolgeplanung erhält die Ergebnisse der Transportplanung im taktischen als auch im operativen wiederum als Eingabe für den nächsten Iterationsschritt, basiert aber im Prinzip auf derselben Methode. Inbound Im Inbound-Bereich stehen die Nivellierung (gleichmäßige Menge Fahrzeugmodelle über die Zeit) und die Glättung (gleichmäßige Teilebedarfe über die Zeit) im Vordergrund. Abhängig vom Erfolg oder Misserfolg dieser beiden Maßnahmen können verschiedene Transportkonzepte zum Einsatz kommen. Von der Logistik müssen hierzu die Eigenschaften, für die eine Glättung vorgesehen wurde, genannt werden. Abhängig vom erreichten Grad der Glättung einzelner Eigenschaften im Produktionsprogramm können dann spezielle Transportkonzepte ausgewählt werden, um diese Eigenschaften anzuliefern – programmabhängige Inboundtransporte sind also das Ergebnis. Neuerungen durch InTerTrans Reihenfolgeorientierte Distributionsplanung Programmabhängige Inboundtransporte 6.7.6 Werk Im Folgenden werden Eingangsgrößen beschrieben, die aus der Kapazitätsplanung in der VTTM abgebildet werden. Um die Aufträge gegen die Kapazitäten des jeweiligen Werkes planen zu können, müssen diese zum Planungszeitpunkt vorliegen. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 221 Hierfür muss die Ausbringung pro Zeiteinheit und der Schichtplan des Werkes mit Flexibilitätsgrenzen vorliegen (Werkskalender und möglicher Schichtüberhang). Außerdem muss die technische Kapazität, das heißt die maximal mögliche Ausbringung in Kombination mit der maximalen Arbeitszeit pro Tag, hinterlegt werden, um die Obergrenze der Einplanung festzulegen. Das Ziel ist es, mit dem bestehenden Schichtplan und der Flexibilität auszukommen. Wenn das nicht ausreicht, kann allerdings bis zur technischen Kapazität überbucht werden und ein entsprechender Planungsbedarf für die Schichten an das Werk gemeldet werden. 6.7.7 Einkauf Das Konzept eines VTTM bietet erweiterte Möglichkeiten, logistische Anforderungen in der Terminierung zu berücksichtigen. Entscheidend für die Güte der Planungen ist es, die wechselseitigen Beeinflussungen zwischen Beschaffungslogistik, Produktion und Distributionslogistik zu berücksichtigen. Diese wechselseitigen Beeinflussungen werden stark durch die Eigenschaften und Ausstattungsmerkmale der Fahrzeuge bestimmt, z. B. kann ein bestimmter Markt zu einer Häufung marktspezifischer Eigenschaften (z. B. Klimaanlage für Nordamerika) führen, aus der dann, bei einer outboundorientierten Terminierung, ungleichmäßige Belastungen der zugehörigen Inbound-Relationen resultieren. Im Kontext des AP 3.3 wurde vor diesem Hintergrund ein Vorgehensmodell entwickelt, mit welchem solche Eigenschaften qualitativ identifiziert werden können. Dieses Vorgehensmodell wird nicht als direkter Prozess im Zusammenhang mit der Einführung eines VTTM implementiert werden, soll aber an dieser Stelle aufzeigen, welche Datenanalysen im Umfeld eines VTTM sinnvoll durchgeführt werden können. Kurzbeschreibung des Vorgehensmodells Ausgangspunkt des Vorgehensmodells ist die Analyse der Einbauraten zur Identifikation zielmarktabhängiger auffälliger Eigenschaften. Unter der Annahme der Pulkbildung für einzelne Zielmärkte in der Terminierung sollen als erstes die Zielmärkte ausgewählt werden, für welche die Pulkbildung durchgeführt werden soll. Anschließend werden die horizontalen Distributionsstrukturen für die ausgewählten Zielmärkte analysiert. Dieser Prozess teilt sich in zwei weitere Schritte auf. Im ersten Schritt werden die Transportrelationen zum Zielmarkt untersucht. Darauf aufbauend wird überprüft, ob sich auf den einzelnen Etappen dorthin Fahrzeuge für verschiedene Zielmärkte auf einem Transportmittel vermischen. Für die verwendeten Transportmittel werden dann die Kapazität und deren Fahrpläne bestimmt. Darauf folgend können die auffälligen Bauteile des Ausgangszielmarktes und der anderen Märkte, falls auf dem Transport eine Vermischung mit Neufahrzeugen für andere Märkte aufgetreten sein sollte, bestimmt werden. Sollte eine Vermischung aufgetreten sein, wird im nächsten Schritt analysiert, wie sich die auffälligen Bauteile der einzelnen Märkte gegenseitig beeinflussen. Dabei entstehen neue, marktübergreifende Einbauraten, wodurch sich die vorher marktspezifischen Besonderheiten, und InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 222 die damit verbundenen auffälligen Bauteile, verstärken oder abschwächen können. Tritt keine Vermischung auf, wird dieser Schritt übersprungen. Anschließend wird für die Produktion die Pulkbildungswirksamkeit der zu produzierenden Fahrzeuge überprüft. Dabei wird zuerst kontrolliert, ob alle Baubarkeitsregeln (hier Ho:No- Regeln) eingehalten werden. Ist dies der Fall, braucht der folgende Schritt nicht durchgeführt werden. Wird allerdings eine Regel verletzt, wird im nächsten Schritt bestimmt, um wie viele Fahrzeuge der zielmarktspezifische Pulk ergänzt werden muss, damit die Regel wieder eingehalten wird. Darauf aufbauend folgt die Analyse der Beschaffungsart. Sollte das Ergebnis der Analyse sein, dass die betrachteten Bauteile mittels Lagerhaltung beschafft werden, können sich die Bestände der Produktion vollständig von der Beschaffung entkoppeln. Ist dies der Fall, wird die Weitergabe der marktspezifischen Besonderheiten in diesem Punkt unterbrochen und das Vorgehensmodell endet hier. Ergibt sich als Beschaffungsart eine produktionssynchrone Beschaffung – oder entkoppelt die Lagerhaltung die Bestände nicht vollständig von der Beschaffung – wird mit der Analyse der Transportkonzepte und Transportmittel fortgefahren. In den ersten beiden Schritten werden dazu das Transportkonzept und das Transportmittel bestimmt. Anschließend wird für das ermittelte Transportmittel die Anzahl der Bauteile (bzw. Varianten eines Bauteiles) bestimmt, die mit diesem transportiert werden. Wenn mehrere Bauteile (Varianten) transportiert werden, muss noch überprüft werden, wie sie voneinander abhängen (z. B. ist das Ansteigen des Transportvolumens von Teil A mit dem Sinken des Volumens von Teil B verbunden). Abschließend muss noch der Zulieferer analysiert werden. Hier wird zuerst geprüft, ob der Zulieferer mehrere Teile oder Varianten für den OEM produziert. Daraufhin wird analysiert, wie die Produktion des Zulieferers von den Teilen bzw. Varianten abhängt und ob zum Beispiel eine auftretende Verschiebung der Nachfrage – zwischen den Teilen (Varianten) kompensiert werden kann. Das beschriebene Vorgehen ist in Abbildung 126 als Prozess dargestellt. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts Analyse der Einbauraten Ausgewertete Einbauraten 223 Analyse der horizontalen Distributions - struktur Auswahl Zielmarkt für Blockbildung Ausgangszielmarkt Anzahl Märkte + Fahrzeuge auf der Relation Überprüfung der gegenseitigen Beeinflussung Analyse der Blockbildungswirksamkeit Neue,marktübergreifende Einbaurate und Veränderungen der auffälligen Teile Schwache oder starke Blockbildungs wirksamkeit Bestimmung der Ressourcen und Disposition der Transportmittel Kapazitäten und Fahrpläne der Fahrzeuge Identifizierung auffälliger Bauteile Auffällige Bauteile für alle Märkte auf der betrachteten Relation Analyse der Beschaffungsart Entkopplung durch Lager oder JIT / JIS Analyse Transportkonzept und Transportmittel Analyse des Zulieferers Anzahl produzierter Bauteile + Varianten des Zulieferers Anzahl beförderter Bauteile + Varianten im Transportmittel Analyse der horizontalen Distributions - struktur Analyse der Transportrelation zum gewählten Zielmarkt Knotenpunkte Etappen zum Zielmarkt Analyse der Blockbildungswirksamkeit Überprüfung, ob auf den Etappen sich Fahrzeuge für verschiedene Zielmärkte mischen Anzahl verletzter Regeln Anzahl Märkte auf der Relation und Anzahl Fahrzeuge für die Blockbildung Analyse Transportkonzept und Transportmittel Bestimmung Transportkonzept Bestimmung Transportmittel Direkttransport Milkrun Gebietsspediteur Konkretes Fahrzeug mit Ladevolumen Bestimme Menge unterschiedlicher Bauteile / Varianten auf dem Fahrzeug Bestimmung Anzahl Fahrzeuge, um die der Block ergänzt werden muss Überprüfung, ob alle H0-N0 Regeln eingehalten werden Neue Blockgröße Analyse des Zulieferers Analyse der gegenseitigen Abhängigkeit der Teile / Varianten Teile- / Variantenanzahl Abbildung 126: Prozess des Vorgehensmodells Überprüfung der Anzahl Teile / Varianten in der Produktion des Zulieferers Teile / Varianten pro Zulieferer Überprüfung, ob Produktionskapazitäten zwischen Varianten / Teilen kompensiert werden können Abhängigkeit Produktion Zulieferer von Bestellung OEM InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 224 6.7.8 Konstruktion, Logistik und Vertrieb Ein Teilprozess des Terminierungsprozesses stellt die Generierung von vollständig spezifizierten Planaufträgen dar. Hierzu müssen in der VTTM verschiedene Informationen vorliegen, die durch die Organisationseinheiten Planung, Logistik und Vertrieb bereitgestellt werden. Im Folgenden wird auf die einzelnen Daten genauer eingegangen. Eigenschaften und Eigenschaftenfamilien Um vollständige Planaufträge erzeugen zu können werden, müssen Eigenschaften und ihre Zuordnung zu Familien gegeben sein. Kennzeichnend für die Eigenschaften einer Familie ist, dass sich diese Eigenschaften gegenseitig ausschließen. Häufig beschreibt eine Eigenschaftenfamilie die konkrete Ausgestaltung einer Einbauposition im Fahrzeug (Motoren, Radios, Sitze). Prognosen zu Produktionsvolumen und Eigenschafts-Einbauraten Bei der automatischen Erzeugung von Fahrzeugaufträgen ist es notwendig, Daten über die prognostizierte Ausstattung der Fahrzeuge anzugeben. Hierfür werden sogenannte Eigenschafts-Einbauraten definiert. Diese geben an, welcher Anteil der produzierten Fahrzeuge eine bestimmte Eigenschaft besitzt. Zusätzlich ist die Anzahl der zu produzierenden Fahrzeuge festzulegen. Regeln Bei Regeln handelt es sich um boolesche Ausdrücke, die technische Abhängigkeiten oder vertriebliche Vorgaben zwischen Eigenschaften definieren. Eine valide Fahrzeugkonfiguration ist dann gegeben, wenn keine der Regeln einen Widerspruch meldet. Alle Regeln sind nur in einem bestimmten, der Regel zugeordneten Zeitraum gültig. Dieser hat im Rahmen des VTTM besondere Bedeutung. Falls der vorausberechnete Produktionstermin verschoben wird, ist zu prüfen, ob das Fahrzeug in der vorliegenden Form auch allen dann gültigen Regeln entspricht. Ausstattungspaketdefinitionen Zur maximalen Abschöpfung der Zahlungsbereitschaft ihrer Kunden bieten Automobilhersteller Ausstattungspakete an. Wählt ein Kunde ein solches Ausstattungspaket, definiert dieses Eigenschaften für mehrere Eigenschaftenfamilien gleichzeitig. Ein Ausstattungspaket kann modelliert werden als eine zusätzliche Eigenschaftenfamilie und eine Regel. Die Eigenschaftenfamilie enthält die beiden Eigenschaften „mit Paket xy“ und „ohne Paket xy“. Ist das Paket ausgewählt, erzwingt die Regel alle im Paket enthaltenen Eigenschaften in die Fahrzeugkonfiguration. Beispielsweise könnte das Paket „Klima&Sound“ bewirken, dass ein bestimmtes Radiosystem und eine automatische Klimatisierungsanlage in das Fahrzeug gebaut werden. Die Regel lautet umgangssprachlich „wenn Klima&Sound = mit Paket Klima&Sound, dann Klimaanlage=automatische Klimaanlage und Radio=Radio0815“. Komplexer sind Grundausstattungspakete. Hier werden nicht einzelne Eigenschaftenfamilien auf bestimmte Werte gesetzt, sondern lediglich einzelne Eigenschaften verboten. Das Sportpaket beispielsweise bewirkt, dass Stahlfelgen nicht mehr wählbar sind und standardmäßig eine Leichtmetallfelge verbaut wird. Dem Kunden steht es jedoch frei, eine andere oder größere Leichtmetallfelge zu bestellen. Die Regel beschreibt hier nicht, welche Eigenschaften durch das Ausstattungspaket erzwungen werden, sondern welche Eigenschaften nicht mehr erlaubt sind. InTerTrans - Abschlussbericht des Verbundprojekts 225 Modelldefinitionen Eine wesentliche Rolle für einen schnellen Ablauf des Algorithmus zur Erzeugung valider Planaufträge nimmt die Voroptimierung von Datenstrukturen ein. Vor dem Simulationsdurchlauf werden anhand der vom OEM bereit gestellten Datenstrukturen teilweise spezifizierte Fahrzeuge erzeugt. deren wesentliche Eigenschaften zwar festgesetzt wurden, die aber durch die vielen verbleibenden freien Eigenschaften noch genügend Variablilität aufweisen. Die Fixierung zentraler Eigenschaften hat den Vorteil, dass insbesondere das Setzen wesentlicher Eigenschaften hohen Rechenaufwand erforderlich macht. Während der Simulation sind nun nur noch wenige Beschränkungen zu betrachten. Der Rechenzeitbedarf während der Simulation sinkt dadurch signifikant. Automobilhersteller bieten einen Ansatz für diesen Voroptimierungsprozess, wenn sie unterhalb der Fahrzeugtypen noch Modelle definieren. Für ein Modell ist neben dem Fahrzeugtyp beispielsweise festgelegt, welcher Motor, Getriebe, Ausstattungsvariant und Karosserieform Verwendung findet und für welches Zielland das Fahrzeug konzipiert ist. Diese Fixierung legt viele weitere Eigenschaftenfamilien fest oder engt die Auswahl stark ein. Wesentlichen Einfluss auf die Komplexitätsreduktion hat auch die Tatsache, dass nun ein Großteil des Regelwerkes nicht mehr beachtet werden muss. Zudem ist die Komplettierung einer Teilkonfiguration mit geringerem zeitlichem Aufwand verbunden, als die vollständige Neuerzeugung. Eine Definition möglicher Modelle ist daher wesentlicher Eingangsfaktor der Voroptimierung. Regeln zur Stücklistenauflösung Aus den Fahrzeugkonfigurationen lassen sich nur über den Zwischenschritt der Stücklistenauflösung Teilebedarfe ermitteln. Bei variantenreichen Serienprodukten ist es nicht mehr möglich, für jede Variante eine explizite Stückliste anzugeben. Stattdessen gibt man für jedes potenziell in ein Fahrzeug einbaubares Teil eine Einbaubedingung (boolescher Ausdruck über die Eigenschaften) und eine Bedarfsmenge an. Erfüllt die Konfiguration eines Fahrzeuges die Bedingung, wird das Teil in der angegebenen Menge für das Fahrzeug benötigt.
