Informationsharmonisierung logistischer Prozesse - Erfolgreiche digitale Transformation produktionslogistischer Prozesse durch ausreichende Informationsqualitäten

Timo Busert und Alexander Fay

Die digitale Transformation produktionslogistischer Prozesse verspricht große Potenziale zur Effizienzsteigerung, da diese somit zielgerichteter gesteuert und bestehende Kapazitäten besser ausgenutzt werden können. Ein entscheidender Faktor dabei ist die Qualität der zu erhebenden und zu verarbeitenden Informationen. In diesem Beitrag wird eine Methode zur systematischen digitalen Transformation produktionslogistischer Prozesse vorgestellt, mit Fokus auf Informationsflüsse und deren Qualität.

Eine effiziente Produktionslogistik muss in der Lage sein, flexibel auf volatile Einflüsse zu reagieren und komplexe Materialflüsse, die durch eine hohe Produktvarianz entstehen, zielgerichtet zu steuern. Große Potenziale zur Steigerung der Effizienz der produktionslogistischen Prozesse verspricht deren digitale Transformation, da Prozesse somit besser aufeinander abgestimmt und bestehende Kapazitäten effizienter genutzt werden können. Durch die digitale Transformation kommt den „Produktionsfaktoren“ Daten und Informationen eine weiter steigende Bedeutung zu [1]. Zudem gilt der Grundsatz, dass die Steuerung der produktionslogistischen Prozesse nur so gut sein kann, wie die den Verfahren und Mechanismen zugrundeliegenden Informationen. Nur wenn die relevanten Informationen für die Steuerungsverfahren von ausreichender Qualität sind, können geeignete Steuerungsentscheidungen generiert werden [2].
 

Informationen im Kontext der Produktionslogistik

Die Hauptaufgaben der Produktionslogistik sind, nach VDI 4400 Blatt 2, die Produktionsplanung und -steuerung (PPS) sowie der innerbetriebliche Transport [3]. Durch die dynamischen Einflüsse kann eine effiziente PPS und Steuerung des innerbetrieblichen Transports heute fast nur noch mittels IT-basierter Unterstützung durchgeführt werden [1]. Zur Durchführung der PPS-Aufgaben nutzen die einge
setzten IT-Systeme Stamm- und Bewegungsdaten. Stammdaten sind in der Regel statisch und beinhalten Grundinformationen über betrieblich relevante Objekte, Bewegungsdaten sind dynamisch und geben Veränderungen von Prozesszuständen wider, die während der Produktions- und Logistikprozesse prozessbegleitend erzeugt werden [4].

Einer Studie aus dem Jahr 2016 zufolge sehen die darin befragten Unternehmen die Erfassung der für eine effiziente Produktionslogistik notwendigen Daten als geringe Herausforderung [5]. Eine weitaus größere Herausforderung für eine effiziente Produktionslogistik besteht in einer unzureichenden Qualität der Informationen [5]. Somit ist die Informationsqualität (IQ) ein besonders zu berücksichtigender Faktor bei der digitalen Transformation der Produktionslogistik.
Der Begriff IQ wird häufig global verwendet und beschreibt, inwieweit eine Information geeignet ist, im Rahmen von Geschäftsprozessen verwendet werden zu können [6]. Um diesen Begriff zu operationalisieren, wird die IQ häufig in sog. Informationsqualitätsdimensionen (IQ-Dimensionen) unterteilt, die einen bestimmten Aspekt der IQ spezifizieren. Für die Steuerung der Produktionslogistik sind dies v. a. die IQ-Dimensionen Granularität, Frequenz/Aktualität und Verlässlichkeit [7]. Die Granularität beschreibt dabei die Auflösungsgenauigkeit, in der der betrachtete Sachverhalt wiedergegeben wird [8]. Mit der Frequenz/ Aktualität wird beschrieben, wie häufig die Informationen innerhalb eines bestimmten Zeitfensters oder durch welche Ereignisse erfasst und aktualisiert werden [8]. So kann der Fortschritt eines Fertigungsauftrags entweder im Sekundentakt oder lediglich am Ende einer Schicht zurückgemeldet werden [8]. Durch die IQ-Dimension Verlässlichkeit wird beschrieben, inwieweit die Werte, die durch die Informationen repräsentiert werden, vom realen Sachverhalt abweichen [7]. Dies beschreibt somit v. a. Messungenauigkeiten und Berechnungsabweichungen bei der Ableitung von Informationen aus anderen Faktoren.
Bei der digitalen Transformation produktionslogistischer Prozesse sind diese IQ-Dimensionen zu berücksichtigen und aufeinander abzustimmen, damit eine ausreichende IQ gesichert werden kann. Nur so können effiziente und robuste Prozesse sichergestellt werden. Ggf. notwendige, initiale Investitionskosten zur Steigerung der IQ durch bspw. präzise Erfassungsmöglichkeiten, zahlen sich langfristig durch effizientere Prozesse aus [8].
 


Bild 1: Methodik zur Harmonisierung der Informationsflüsse in der Produktionslogistik.

Methodik zur Harmonisierung der Informationsflüsse

Zur strukturierten digitalen Transformation der Steuerung produktionslogistischer Prozesse wurde ein sechsstufiges Vorgehensmodell entwickelt (Bild 1).


1. Prozessanalyse mittels Wertstromanalyse

Bevor ein logistischer Prozess digital transformiert wird, sollte zunächst überprüft werden, ob dieser Verschwendungen gemäß der klassischen Lean-Philosophie beinhaltet [9]. Diese sollten vor der digitalen Transformation so weit wie möglich eliminiert werden, damit auf effizienten Prozessen aufgebaut werden kann. Um Verschwendungen systematisch zu identifizieren und zu beseitigen eignet sich beson
ders die Wertstromanalyse. Die Anwendung dieser Methode ermöglicht es, die gesamte Wertschöpfungskette zu visualisieren, relevante Kennzahlen zu erheben, und unterstützt bei der Identifizierung von Verbesserungspotenzialen [10]. Der modellierte Wertstrom bildet im Rahmen der vorzustellenden Methode die Grundlage zur Abbildung des zu transformierenden Prozesses.
 

2. Anforderungsdefinition & Konzeptentwicklung

Nachdem der betrachtete Prozess mittels Wertstromanalyse modelliert und „verschlankt“ wurde, ist zu analysieren, wie durch eine verbesserte Informationsgrundlage in gesteigerter Qualität die Prozesse effizienter gesteuert werden können. Durch die Möglichkeit im Rahmen der digitalen Transformation neue Informationen zu generieren bzw. Informationen aus bereits bestehenden abzuleiten, können geeignete produktionslogistische Steuerungsverfahren eingesetzt werden, die genau auf die Spezifika der produktionslogistischen Prozesse abgestimmt sind. Zudem sind Anforderungen zu definieren, die durch den Einsatz der Steuerungsverfahren erreicht werden sollen. Die identifizierten Verbesserungspotenziale mit den gestellten Anforderungen sind in einem Konzept zusammenzufassen, das nachfolgend systematisch modelliert und verfeinert wird.


3. Modellierung von Informationsflüssen

Im nächsten Schritt sind die für die im Konzept definierten produktionslogistischen Steuerungsverfahren notwendigen Informationsflüsse und -verarbeitungen zu modellieren. Dies erfolgt im Rahmen dieser Methode aufbauend auf dem in der Wertstromanalyse modellierten Prozess und einer Erweiterung der bestehenden Symbole für Wertstromdiagramme (Bild 2).
Zur Strukturierung des Wertstromdiagramms wird dieses durch drei horizontale übereinanderliegende Swimlanes in die Bereiche „Prozess“, „Informationen“ und „Informationsverarbeitung“ unterteilt. Die Swimlane Prozess bildet dabei die Basis und beinhaltet den in der Wertstromanalyse bereits modellierten Prozess mit zugehörigen Kennzahlen. In der darüber liegenden Swimlane Informationen werden die von den Prozessschritten erzeugten bzw. benötigten Informationen dargestellt, die zur Umsetzung des entwickelten Konzepts nötig sind. Dazu werden diese Informationen über den jeweiligen Prozessschritten durch vertikal ausgerichtete „Informationsbeschreibungsblöcke“ (Bild 2) eingetragen und mit den entsprechenden Prozessschritten verbunden. In diese Informationsbeschreibungsblöcke ist zunächst nur die Beschreibung der Information (bspw. Bestand) einzutragen. Informationen, die dynamisch während des Bearbeitungsprozesses erfasst bzw. erzeugt werden, werden mittels durchgezogener Pfeile gekennzeichnet. Die Verbindung des Pfeils zum zugehörigen Prozessschritt gibt dabei an, ob es sich hierbei um eine Informationsquelle oder -senke handelt. Statische Informationen, die Eigenschaften der abgebildeten Prozessschritte bzw. zugehöriger Ressourcen repräsentieren, werden mittels gestrichelter Verbinder dargestellt. Dies sind immer Informationsquellen.

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